基于微流控技术的新型可调光衰减器

基于微流控技术提出了一种新型可调光衰减器核心芯片结构,利用微流体和可压缩空气实现光衰减的可控调节,并基于此核心芯片设计了两种应用不同驱动技术的微流控光衰减器。通过高斯光束传播理论、亥姆霍兹方程、光场耦合理论与Mathematics软件分析了光衰减器内部光场分布特性,考虑了流体端面衍射影响,给出了流体端面位置与衰减量的关系及响应时间等性能参数。理论表明基于微流控技术的可调光衰减器衰减范围大于50dB,系统响应时间约为0.01s,具有衰减范围大、响应快、插入损耗小、回波损耗大的优点。所提出的光衰减器为寻求小体积、高性能、易集成、灵活可调的新型光通讯器件提供了新的思路。     

氮氧化硅/聚合物混合集成低功耗可变光衰减器

利用具有相反热光特性的氮氧化硅与聚合物材料,采用混合集成波导结构设计了一种低功耗S型可变光衰减器.该衰减器以聚合物为芯层材料,氮氧化硅为包层材料,在弯曲波导上方制作加热电极从而通过热光效应来实现可调谐的衰减功能.理论分析表明,对于1.55μm的工作波长,衰减器实现50dB的衰减仅需要3.6mW的功率.实验结果可实现0~40dB的衰减范围,相应的最大温度变化为70.4℃,器件插入损耗为5.4dB.     

新型高性能光控高温超导微波可变衰减器研制

 提出了一种用于高温超导系统的新型星载光控高温超导微波可变衰减器，详细介绍了设计过程，并针对测试结果进行了分析。该衰减器的实质是利用液氮温区高温超导薄膜极低的微波表面电阻和卓越的激光响应特性，实现优良的衰减功能。在器件结构的设计上引入过渡材料和透明有机材料以保证器件良好的接地性能以及激光光束的对准。主要结论如下：光控高温超导微波可变衰减器在液氮温区工作，电路尺寸为12 mm×8 mm×0.5 mm，可单独使用也可集成于高温超导系统中，可大幅减小系统的体积与质量；高温超导衰减器的插损小于0.2 dB，比常规衰减器低1个量级；高温超导衰减器的可变衰减步进值小于0.01 dB，比常规衰减器低1～2个量级。根据激光功率大小对衰减器插损变化特性的影响，该衰减器也可以实现步进式调谐。     

输出功率稳定的二级喇曼光纤激光器特性

提出一种输出功率稳定的二级喇曼光纤激光器,从理论分析角度探讨了它的特性.结果表明：由于在抽运光的二级斯托克斯光频附近的自发辐射光的钳制作用,激光器的一级和二级输出功率几乎都不受抽运功率波动的影响,从而降低了抽运光低频相对强度噪音转移|激光器输出的一级和二级斯托克斯光功率都很稳定,并且通过调节激光器结构中的可变衰减器,可以有效控制一级、二级激光的输出功率以及它们的比值.这些特性表明该喇曼光纤激光器很适合于作为喇曼光纤放大器的抽运源.     

输出功率稳定的二级喇曼光纤激光器特性

提出一种输出功率稳定的二级喇曼光纤激光器,从理论分析角度探讨了它的特性.结果表明:由于在抽运光的二级斯托克斯光频附近的自发辐射光的钳制作用,激光器的一级和二级输出功率几乎都不受抽运功率波动的影响,从而降低了抽运光低频相对强度噪音转移;激光器输出的一级和二级斯托克斯光功率都很稳定,并且通过调节激光器结构中的可变衰减器,可以有效控制一级、二级激光的输出功率以及它们的比值.这些特性表明该喇曼光纤激光器很适合于作为喇曼光纤放大器的抽运源.     

10Gb/s带可变光衰减器的雪崩光电二极管接收器(英文)

报导了一种集成MEMS的光接收器件的10Gb/s雪崩光电二极管,并介绍了10Gb/s APD-TIA的结构和基本特点.对衰减器进行了性能测试,所得到的特性曲线表明其衰减随所加电压变化而变化.集成MEMS VOA接收器的动态范围至少增加了50%达到13dB,这个结果对密集波分复用系统中的应用非常理想,同时对高速通信系统中的信号改变是一种有效的补偿方式.本文报导了传输速率10Gb/s带衰减器的雪崩光电二极管光接收器的眼图和测试结果,能够获得的灵敏度和清晰的眼图雪崩光电二极管光接收器的眼图和测试结果,能够获得-26.5dBm的灵敏度和清晰的眼图.     

基于电润湿微棱镜技术的可调光衰减器特性分析

利用电控改变固液界面湿润角的电润湿微棱镜(EMPs)技术以及双自聚焦透镜组合设计了一类新颖的可调光衰减器,并对该衰减器的衰减性能进行了原理分析和实验测量.理论分析和实验结果表明其具有良好的光衰减控制效应,在不大的电压变化范围(例如135—139V)内即可实现2—60dB的光衰减范围.该器件构思新颖,具有结构简单、容易制作的优点,经过优化后将会在光通信领域得到广泛的应用.缺点是工作电压偏高,需要进一步筛选出介电系数高的物质来作为介电绝缘层材料,以便降低工作电压,达到实际可以使用的目的. 关键词： 微流控光学 电湿效应 可调光衰减器 电润湿微棱镜     

TESLA式高阶模衰减器的改进与设计研究

为了消除超导加速腔中高阶模场对加速粒子的影响, 在DESY的高阶模耦合器结构的基础上本文提出了改进的耦合器. 用HFSS程序针对1.5cell腔设计优化了高阶模耦合器, 得到高阶模耦合器对几种主要模式的吸收. 研究结果表明, 采用新型结构后, 衰减器对主要有害模的衰减由－40dB提高到－15dB, 使原有高阶模衰减器的性能明显提高. 该高阶模衰减器也适用于国产2cell超导腔的使用.     

光纤型热光可调光衰减器的设计及其衰减分析

提出了一种基于热光调节的可调光衰减器结构。该衰减器通过腐蚀光纤包层到一定厚度和长度后,在表面涂覆较大热光系数的聚合物材料得到。从模场变化角度分析了传输光束的衰减与涂覆材料折射率的关系,并从实验上测试了使用不同涂覆材料时的衰减。理论分析与实验结果均表明在涂覆材料折射率略大于原光纤包层材料折射率时,涂覆材料折射率微小的变化将引起传播光束衰减的大幅度变化,并且光纤被腐蚀的长度越长或包层材料剩余厚度越小,衰减越大。因此,由热光系数大、折射率略大于光纤包层的聚合物材料所组成的可调光纤衰减器,具有衰减调节范围大且功耗小、插入损耗小、成本低、低偏振特性、易于与其它光纤器件耦合或集成等特点。     

液晶调制光子晶体微腔光衰减器

设计了一种二维液晶调制光子晶体微腔光衰减器。两条二维三角晶格空气孔光子晶体波导由一个光子晶体微腔连接,在微腔的点缺陷中填充苯乙炔类液晶。通过施加不同电压,电场诱导液晶取向以改变液晶的折射率,从而改变光子晶体微腔的谐振波长,进而实现光传播强度调节。运用时域有限差分方法和平面波展开法分析了二维液晶调制光子晶体微腔光衰减器的光学特性。数值计算结果表明:对于1.55μm通信波段,通过外界电场控制所填充的向列相液晶的方向可以对这种二维液晶调制光子晶体微腔光衰减器实现3.40%～99.58%的可调谐光输出。     

A new compensation method for temperature-dependent gain tilt in L-band EDFA by adjusting only inserted VOA

A novel compensation method for temperature-dependent gain tilt of L-band erbium-doped fiber amplifier (L-EDFA) is proposed, in which the attenuation between stages is the only parameter to be adjusted. A simple linear relationship between the attenuation and the erbium fiber coil temperature was derived theoretically. When the erbium fiber coil temperature cycles from 26 to 70℃, the gain tilt variation less than 0.3 dB is achieved experimentally by adjusting only the pre-inserted variable optical attenuator (VOA).     

Characterization and investigation of the unique plasma behavior caused by variable driving frequencies in the formation of cold atmospheric plasma

The study presents the characterization of a novel variable frequency (11–50 kHz) Atmospheric Pressure Plasma Jet (APPJ) source and comparison of the results with 13.56 MHz source, in terms of species generation and species temperature. The behavior of variable frequency APPJ at different frequency regimes was investigated using optical emission spectroscopy to understand the interaction with the ambient environment. The quantitative dependence of the radical generation on driving frequency and time of treatment was also analyzed by direct synthesis of H₂O₂ by plasma-water interaction. The plasma formed with a kHz driving frequency had a low treatment temperature, which was suitable for biological species, but the plasma generated with a 13.56 MHz driving frequency had a substantially higher radical density than the kHz plasma. As a result, the APPJ device's ability to tune the radical density and treatment temperature with a change in kHz frequency has been demonstrated.     

具有存储功能的衍射图像光刻系统的研制

研制了一种在衍射光变图像器件上进行信息存储的新型数字化激光光刻系统。采用空间光调制器作图形自动输入,双远心投影成像系统在光刻记录面上缩微图形。通过光栅干涉光学头对记录面上的微图形进行干涉调制,使微图形上产生干涉条纹,条纹空间频率范围为500-1200lp／mm。在光刻胶干版上的存储实验表明,在衍射光变图像上的单角度存储信息密度大于3．7Mbit／cm^2。改变干涉条纹取向、条纹间隔和需要存储的图形,光刻系统可实现信息的旋转复用存储。上述光刻系统将会在防伪和衍射光变图像器件制造领域有良好应用。     

The polarized reflectance spectrum of a novel organic conductor (BEDT-TTF)2ClO4(C2H3Cl3)0.5

The polarized reflectance spectrum of a novel organic conductor, (BEDT-TTF)₂ClO₄(C₂H₃Cl₃)_0.5 was measured at room temperature over the spectral region from 340 cm^-1 to 25000 cm^-1. The reflectance spectrum provided an evidence for the anisotropic two-dimensional character of this material. The optical conductivity spectrum exhibits the existence of an optical band gap of about 0.2 eV, suggesting that this material is a semimetal rather than a metal.     

一种新型数字化衍射光变图像的存贮系统

研制了一种新型数字化衍射光变图像的存储系统。采用SLM作为自动文字输入,由消像差的远心缩微光路缩小输入文字,每个输入文字均由光栅干涉头进行调制,从而形成用于光信息存储的干涉光场,改变调制光栅的取向和条纹间隔,将改变存储文字的衍射特性。在光刻胶干版上的存储实验表明,存储的最小衍射文字尺寸可达40μm,单通道存储达3.7×104bits/cm2,而且存储的信息可以复制。     

基于光纤光栅光谱分析的混凝土结构钢筋锈蚀监测

混凝土中钢筋发生锈蚀会严重影响混凝土结构的使用功能,文章提出了通过观察长周期光纤光栅(LPFG)的透射谱变化对混凝土结构中的钢筋锈蚀进行监测。这种方法基于长周期光纤光栅的微弯特性,利用其透射光谱随弯曲度增加逐渐变浅、谐振波长处的光功率与LPFG的弯曲度成线性这一特性,将钢筋锈蚀引起的钢筋径向膨胀转化为光栅的弯曲,通过监测光栅的光谱变化获知光栅的弯曲度进而判断钢筋的锈蚀程度,该方法对钢筋直接进行监测,简单易行,并利用光栅的光谱特性从而避免了环境温度、应变、折射率的影响,实验将光栅埋入到混凝土构件中,从已取得的实验结果来看,这种方法测量钢筋锈蚀厚度的准确度可达1.2 μm,可监测到的锈蚀厚度达3 mm,完全能够实现混凝土结构中钢筋锈蚀的早期至中期监测。     

光盘信息符散斑图的统计特性研究

提出了一种用激光散斑测量光盘信息符统计特性的方法.利用散斑统计理论中衍射散斑场的平均对比度与散射屏表面粗糙度近似成线性关系,把光盘等效为弱散射屏,对未刻录、刻录及存在缺陷的CD-R光盘不同区域形成的衍射散斑图进行了对比研究.实验结果表明,该方法具有可量化、全场测量的优点,能够表征光盘信息符的某些统计特性,这为测量光盘刻录质量提供了一种新的方法和途径.     

一种新型微机电系统可调光衰减器

一种新型的低成本、小体积的电磁驱动微机电系统可调光衰减器,可用于密集波分复用系统中各信道的动态增益平衡。该器件采用电磁线圈驱动绕100微轴转动的微反射镜,运动部件行程极小。驱动电压为0～8V,工作范围0～35dB,动态响应时间小于2ms,插入损耗小于0．8dB,回波损耗小于-50．5dB。器件采用微细电火花加工技术制作,加工精度为微米量级。技术成熟,工艺简单,易于批量生产。采用有限元分析软件ANSYS对器件的结构建模,对电磁场及衰减曲线进行了理论分析,并与实测数据进行了比较,得出了相当满意的结果。     

Temperature dependences of phonon and mobile-ion spectra in superionic conductor CuBr

The temperature dependence of far-infrared reflectivity spectra in sintered CuBr has been measured from 18 to 570 K. Phonon and mobile-ion parameters are evaluated by the fitting procedure with the factored form of the dispersion relation. A strong fourth order anharmonicity is assigned. Estimated values of optical dielectric constant and optical ionic mobility μ_op decrease with increasing temperature within a limited temperature region. For μ_op value, the effects of mobile ion scattering by optical phonons and of the expansion of interionic distance are discussed with respect to the phonon damping constant and the ionic character of the interionic force.     

Design of multiplexed fiber optic chemical sensing system using clad-removable optical fibers

To prevent possible threats to public safety and economic loss from chemical leakage accidents, novel chemical sensing techniques for regular monitoring and leakage detection have been developed for various fields. We propose a fiber optic liquid chemical sensor (FOCS) system using specialty optical fibers and an optical time domain reflectometer (OTDR), and is based on the leaky wave mode sensing principle. OTDR enables simple multiplexing where individual sensor nodes along the fiber length could be interrogated by a common OTDR. The sensor node in the optical fiber is prepared by removing the desired length of a protective layer using mechanical stripping and chemical etching techniques. A novel laser stripping technique with superior capability to fabricate quasi-distributed dense sensor nodes is devised as well. The FOCS system is further analyzed to characterize the sensor response behavior in relation to the sensor node length and possible environmental and chemical temperature effect. Under the condition satisfying the leaky wave mode principle and within the minimum acceptable refractive index (RI) range by the system, this FOCS system could monitor numerous liquid chemicals with variable refractive indices and has been tested with positive results. In addition, the system shows the possibility for multi-point detection and is further expanded into a hybrid technique capable of estimating the refractive index range of the detected chemical.