基于古斯-汉欣位移效应的波长传感研究

利用双面金属包覆波导在导模共振激发时对古斯-汉欣位移具有极大的增强效应来实现激光波长微小变化的监测.双面金属包覆波导由上层金膜、导波层和下层金膜组成.当导波层厚度为亚毫米尺度时,应用自由空间耦合技术使入射的激光以小角度入射,在满足相位匹配的条件下激发超高阶导模.理论研究表明,当波导的辐射损耗等于本征损耗时,反射光的侧向...     

基于古斯-汉欣位移效应的波长传感研究

利用双面金属包覆波导在导模共振激发时对古斯-汉欣位移具有极大的增强效应来实现激光波长微小变化的监测.双面金属包覆波导由上层金膜、导波层和下层金膜组成.当导波层厚度为亚毫米尺度时,应用自由空间耦合技术使入射的激光以小角度入射,在满足相位匹配的条件下激发超高阶导模.理论研究表明,当波导的辐射损耗等于本征损耗时,反射光的侧向位移可达到数百微米,并且此时激发的超高阶导模对波长具有极强的色散能力.通过测量反射光的侧向位移可实现对激光波长变化的实时探测,且具有很高的灵敏度.同时,实验中探测信号只与光束位置相关,可有效避免因光源输出光强的波动带来的干扰.实验测量结果表明对激光波长在859nm附近的分辨率可达到0.2 pm.     

光波导参数测试

TN2522007010480分辨率为1pm的波长监测新方法=New scheme forwavelength monitoring with1pmresolution[刊,中]/冯耀军(上海交通大学物理系.上海(200240)),曹庄琪…//物理学报.—2006,55(9).—4709-4712在亚毫米尺度金属包覆波导研究基础上,提出了一种波长监测的新方法。实验采用自由空间耦合技术,激发了波导中对波长变化十分灵敏的超高阶导模,并以此为探针,实现了1pm波长漂移的监测。图6参7(严寒)TN2522007010479基于模式匹配法的平面波导光场分布分析=Si mulation offield distribution of a3-stack slab waveguide by means ofmode m…     

小球藻溶液浓度与吸收系数的同时测量

为得到高准确度的小球藻浓度,利用空芯金属包覆波导作为测量腔对小球藻进行测量.利用自由空间耦合技术激发含有小球藻溶液的空芯金属包覆波导中超高阶导模,通过检测超高阶导模的衰减全反射吸收峰位置和反射极小值Rmin的变化,实现了小球藻溶液浓度和吸收系数的同时测量.该方法不仅可检测10-9 mol量级的小球藻浓度,而且具有测量成本低、操作方便等优点.     

集成光学 集成光学、波导理论

TN252 2006043277亚毫米尺度双面金属波导的超高阶模及其滤波特性研究=Research of ultrahigh-order modes in double metal-clad-ding optical waveguide with submilli meter scale[刊,中]/曹庄琪(上海交通大学物理系,导波光电子器件实验室.上海(200240)) ,陆海峰…∥光学学报.—2006 ,26(4) .—497-500利用真空溅射法在一片亚毫米尺度的光学玻璃平板两面分别镀上不同厚度的金属薄膜,构成一种超厚的双面金属包覆波导,采用自由空间耦合技术实现了这种波导中超高阶导模的激发。由于超高阶导模具有对波长特别灵敏而对偏振不灵敏的特殊性质,…     

通信波段金属包覆波导传播特性研究

采用等效折射率的方法,以金、银、铜作为金属材料,计算了入射波长为1550nm时,2种不同结构金属包覆波导的几何色散关系、场分布特征及损耗情况。采用金属为衬底的非对称包覆结构进行计算,结果表明TE模的特点与全介质波导的情况类似。采用双面金属对称包覆结构进行计算,计算表明TM0模由金属-介质界面处的表面模对称结合而成,其等效折射率不在导模的范围之中,TE模和TM1模等效折射率的范围大于全介质波导的情况,TM1模由金属-介质界面处的表面模反对称结合而成。     

电压调控多种金属膜波导特性研究

采用自由空间耦合的方法,激发双面金属包覆波导中的超高阶导模,通过在双面金属包覆介质波导的两个金属膜上加不同的电压,改变导波层铌酸锂的厚度和折射率,得到不同参数下的衰减全反射谱,从而验证超高阶导模的偏振不灵敏性及对导波层厚度和折射率十分灵敏的特殊性质,实验结果与理论相吻合。比较相同条件下反射率的变化,得到铝包覆波导的灵敏度要高于金包覆波导。所得结果对集成光电子器件的研制有一定的参考价值。     

1.5μm Ti:LiNbO_3光波导TE_0模偏振器

在1.523μm波长He-Ne激光,对于Z切Ti扩散LiNbO_3光波导及其带有金属包覆/介质缓冲层的偏振器结构,理论上计算了单模波导的工艺参数和基模的吸收损耗系数.文中用TM_0模的共振吸收效应,在1.5μm波长首次研制成Ti:LiNbO_3光波导TE_0模偏振器.当器件长度为2mm和9mm时,其消光比分别为20dB和25dB.     

亚毫米尺度双面金属波导的超高阶模及其滤波特性研究

利用真空溅射法在一片亚毫米尺度的光学玻璃平板两面分别镀上不同厚度的金属薄膜,构成一种超厚的双面金属包覆波导。采用自由空间耦合技术实现了这种波导中超高阶导模的激发。由于超高阶导模具有对波长特别灵敏而对偏振不灵敏的特殊性质,以此为基础,在实验中演示了可调谐、偏振不灵敏、低损耗(小于0.5 dB)的超窄带(小于0.08 nm)和梳状滤波(通道间隔为100 GHz)。     

非对称金属包覆左手介质平板波导的微扰分析

基于微扰方法分析非对称金属包覆左手介质平板波导的特性,给出了该波导的复有效折射率的一级近似解,并对波导的传输特性和损耗特性进行了数值模拟.结果表明:非对称金属包覆左手介质平板波导没有零阶模式;TE1模传播系数随波导厚度的增加迅速减小,损耗系数随波导厚度的增加快速增加,达到最大值后又迅速减小;非对称金属包覆左手介质平板波导传输特性相对于左手介质三层平板波导传输特性发生了很大改变,TM1模,TM2和 TE2模式以及更高阶模式在截止厚度附近出现双值现象;特别在二阶及高阶模式中,TE模式相对于TM模式具有高传输低损耗的特性,而以右手介质为芯层的金属包覆波导不具有这一特性.     

探测光波长漂移对能见度测量的影响

为了研究探测光波长的漂移对能见度测量的影响。从Koschmieder经验公式的定义出发,根据实验测得400 nm~1 100 nm波段的气溶胶透过率,分析研究探测光波长漂移对能见度测量结果的影响。结果表明,能见度测量的相对误差与探测光波长和波长的漂移范围以及气溶胶消光特性有关,能见度测量的相对误差随着探测光的波长漂移范围线性增大,随着波长漂移范围的增大,各个波长的能见度测量相对误差线性增大的速率不同,对于相同的波长漂移范围,使用不同的探测光波长产生的能见度测量相对误差不同。对于某一大气环境,使用特定的波长而且中心波长稳定的光作为探测光可以明显减小由于探测光波长漂移引起的能见度测量相对误差。     

半导体激光器实现波长转换的理论模型分析

作为自动交换光网络中的核心器件，全光波长转换器的研究是目前的热点。提出了基于半导体激光器实现波长转换的理论模型，采用小信号分析方法，利用速率方程求解了波长转换的频率调制响应特性。并初步研究了不同半导体激光器工作电流、码速、输入信号光功率、增益吸收系数条件对波长转换性能的影响。这对于优化基于半导体激光器的全光波长转换器有一定的参考价值。     

波长漂移对近红外光谱PLSR分析模型的影响

在近红外光谱分析过程中,单台仪器在不同时间的波长变化及多台仪器间的波长一致与否会对化学计量学定标模型的校正及传递效果产生影响,上述问题可以统一为波长漂移对定标模型的影响.以分析小麦粉中粗蛋白含量为例,首先结合不同谱区光谱数据,利用偏最小二乘回归(PLSR)方法建立了两个定标模型.再由计算机生成不同类型、不同幅度的波长漂...     

多光谱高温计有效波长标定方法研究

针对光纤式多光谱高温计波长标定中由于光纤耦合导致信号太弱而无法获得有效波长的问题,基于普朗克定律,充分结合不同标定温度点的标定值的比值,提出了一种由温度标定数据来确定有效波长的方法。相比于传统的有效波长标定方法,新方法避免了耗时复杂的波长标定过程可以快速获取有效波长。分别采用仿真和实验两种手段来验证新方法的可行性和有效性。仿真结果表明所提出的新方法可行并且具有一定的抗随机误差能力,所得有效波长计算的真温值与实际值的相对误差小于0.7%。实验结果表明提出的新方法能够得到各个通道的有效波长值,进一步验证了该方法的有效性。所提出的新方法也可应用于其他多光谱高温计,为多光谱高温计的研制和应用提供了理论基础。     

High precision wavelength meter with Fabry-Perot optics

A high precision wavelength meter in the visible is described, which is based on a Fabry-Perot interferometer with several etalons of different resolution. The interference fringe pattern projected on a photo-diode array detector is computationally processed to give a stepwise refinement of the wavelength value to any adjusted accuracy. The present model intends to provide digital and real-time values of high precision wavelength for dye-laser spectroscopy, and to serve as a monitor or as a pilot for wavelength control of a dye-laser source of nanosecond pulses. The model is, therefore, designed with particular emphasis on its short-pulse capability and on-line mode of operation as well as on its high sensitivity and resolution. Some arrangements of essential necessity are involved therein, such as to avoid an errorneous wavelength readout for a noisy incidence of pulsed field. The ultimate accuracy of wavelength measurement is prescribed by the resolving power of the thickest etalon employed. As applied to the pulsed source, the model determines the wavelength to the accuracy of ±one part in 10⁷ for even a single shot nanosecond incidence of a fraction of μJ energy. The design and performance are described in connection to pulsed dye-laser incidence.     

光纤零色散波长的精确测量

提出了一种测量单模光纤零色散波长的新方法,即让可调谐的连续波（波长λｓ）和波长λｐ位于光纤正常色散区的泵浦脉冲串在光纤中共同传输,交叉相位调制与群速度色散的相互作用可使得连续波的强度得到调制。对连续波λｓ进行调谐,若连续波被调制成亮脉冲,则表明λｓ位于光纤负色散区;若连续波被调制成暗脉冲,则表明λｓ位于光纤正色散区;若连续波的强度不能被调制,则表明λｓ位于光纤的零色散波长λ０附近。利用这一方法对长度为０．９８ｋｍ的色散位移光纤的零色散波长进行了测量,测量精度可达０．５ｎｍ。     

厚度偏差对VCSEL的反射谱和反射相移的影响

采用光学传输矩阵方法分析了厚度偏差对VCSEL的反射谱和反射相移产生的影响。结果表明,反射镜和VCSEL中各层厚度的偏大,将使反射镜的中心波长以及VCSEL的模式波长向长波方向移动,而反射镜和VCSEL中各层厚度的偏小,将使反射镜的中心波长以及VCSEL的模式波长向短波方向移动。将键合界面离有源区稍微远一些,有利于减小其厚度偏差对VCSEL的模式波长的影响。     

共振波长对导模共振生物传感器灵敏度的影响

导模共振生物传感器由于具有微型化、免标签、高通量和实时检测等优势被广泛研究。利用严格耦合波理论分析了该生物传感器对样品折射率和厚度的灵敏度随共振波长的变化规律。当样品厚度和共振波长一定时,其折射率灵敏度恒定;随着共振波长的增大,折射率灵敏度显著提高。当样品折射率和共振波长一定时,厚度灵敏度随着厚度的增加而降低,最后趋近于0;当共振波长增加时,厚度灵敏度明显提高,厚度测量范围增大。结果表明:选取较长的共振波长有利于样品的检测和分析。     

一种高准确度光纤光栅波长解调系统

为了消除F-P滤波器的温度特性对光纤光栅波长解调系统准确度的影响,提出了一种采用F-P标准具作为波长参考计算波长的方法,设计了一种高准确度波长解调系统,并采用虚拟仪器开发平台LabWindows/CVI实现了光谱数据的滤波、寻峰及波长计算算法.测试结果表明,该系统的重复性误差小于1.56 pm,稳定性误差小于1.13 pm.     

基于指示克立格法的最佳激发波长和最佳发射波长的确定

激发波长和发射波长是分子荧光光谱测量的重要参数,它的选择影响分子荧光光谱的测量以及其后续研究的精确度。由于如HITACHI F-4500 荧光分光光度计等一些光谱仪器的测量精度达不到一些光谱分析技术的要求以及测量数据的有限,在实际工作中,利用已测量的光谱数据,通过插值生成所需要的光谱数据,就成为一种有效的解决方法。因此,文章使用指示克立格法对一定体积分数的乙醇溶液的最佳激发波长和最佳发射波长的确定进行了研究。基于指示克立格法求取的最佳激发波长和最佳发射波长分别是226.9和337.1 nm,经验证其值是准确的。此外,文章采用相对标准偏差对插值结果进行了评价。结果表明在分子荧光光谱测量中基于指示克立格法确定最佳激发波长和最佳发射波长是可行的,这为最佳激发波长和最佳发射波长的确定提供了一种新的方法。