一种高双折射大模场面积的光子晶体光纤

为了解决光纤在大的模场面积、高的双折射、低的弯曲损耗以及单模传输方面的均衡问题,设计了一种具有高双折射的大模场面积光子晶体光纤.该光纤包层由四圈三角晶格圆形空气孔组成,纤芯由矩形晶格椭圆空气孔组成,研究了结构参数对光纤的有效模面积、双折射、泄露损耗、弯曲损耗以及单模传输等特性的影响.数值分析证明,在1.55 μm波长处,通过对光纤参数的调整,可实现4.47×10^-4的双折射,377 μm²的有效模面积,0.08 dB·km^-1的泄露损耗以及0.156 m的可容许弯曲半径.与此同时,通过对参数的进一步设计,可得到1.3~1.68 μm波长范围内的低泄露损耗单模单偏振光子晶体光纤,有效克服了光纤在偏振串扰、偏振模色散以及偏振相关损耗等方面的问题.     

适用于宽带通信的光子晶体光纤设计

用平面波展开法，分析了光子晶体光纤样品的禁带特性。用提高折射率差以及改变孔大小的方法调节样品的禁带位置及宽度，获得了包括S波段（1480～1520nm）、C波段（1525～1565nm）及L波段（1570～1620nm）宽带的带隙型光子晶体光纤．计算结果表明：在空气柱／SiO2周期结构的SiO2中掺入金属氧化物，光子带隙产生在波长1455～1515nm范围；在上述结构的空气柱中注入TiO2，其光子带隙产生在波长1481～1632nm范围，后者因具有更宽范围的光子带隙而适用于宽带光通信．文中还给出了孔半径大小与光子晶体光纤禁带的位置和宽度的直观关系，这不仅为通信波段光子晶体光纤的具体设计提供了方便，而且对其他波段的光子晶体光纤的工程设计也有参考价值．     

新型GeSe_2-Ga_2Se_3-RbBr三元系统硫卤玻璃形成的研究

通过传统熔融-淬冷技术制备GeSe_2-Ga_2Se_3-RbBr新型硫卤玻璃,确定其玻璃形成区.讨论了RbBr对样品物理、热学和光学性能的影响,其材料色散通过Sellmeier方程计算获得,样品的直接带隙和间接带隙利用Tauc公式计算得出.结果表明:该系统玻璃具有较宽的玻璃形成区,并且在覆盖可见至远红外的宽广多光谱范围内(0.6~16μm)具有良好的透光性能.随着卤化物RbBr掺杂量的增加,样品的密度和折射率减小、转变温度Tg降低、短波截止边和零色散波长发生蓝移、光学带隙逐渐增大等,尤其是其零色散波长从传统硫系玻璃的10μm直接蓝移至近红外激光可作用的2.135μm.结果表明这些硫卤玻璃可作为多光谱玻璃材料和非线性光学应用.     

一维光子晶体偏振特性研究

利用传输矩阵法探讨一维光子晶体中两种不同的偏振模式的特性 .通过改变周期性分层介质的填充率、厚度、入射光频率、入射角度等参数 ,得到一维光子晶体在光频 (特别是近红外 )范围内的透射谱与以上因素的关系 ,从而设计了一维光子晶体偏振器 .理论计算得到它对p偏振的透过为 - 3.0× 10 -4dB ,而对s偏振透过仅为 -4 0dB ,偏振度为 96 .7% .结果表明可以用光子晶体实现小尺寸、高偏振度的偏振器件 .     

分形Kerr非线性光子晶体光传输特性

基于光传输和光与Kerr介质相互作用理论,利用分割子层的方法和逆向递推的传输矩阵法计算和分析了康托分形Kerr非线性光子晶体的光传输特性.研究结果表明,这种结构的光子晶体的频谱具有自相似的特点,而且随着生成器G值减小或代数N值增大,其频谱会变得更稀疏,禁带宽度会变得更宽.当光强增强时,该结构的频谱会形成更多的窄带.     

实现多通道滤波功能的一维光子晶体三量子阱结构

利用传输矩阵法研究了一维光子晶体（AB）m（CD）n（AB）m（CD）n的透射谱.结果发现：在归一化频率0.30ωa/2πc、0.55ωa/2πc和0.42ωa/2πc处,光子晶体（CD）n的两个能带分别处于光子晶体（AB）m（AB）m的两个禁带中,光子晶体（AB）m的能带处于光子晶体（CD）n（CD）n的禁带中,构成连续频率分布的一维光子晶体三量子阱结构.量子阱透射谱亦出现连续频率分布的3组共振透射峰,产生明显的量子化效应,透射峰的总数目为2n＋m或2m＋n,数目和位置均可调.透射峰频率位置出现很强的局域场,并且随着垒层光子晶体厚度的增加而增强.该光量子阱结构透射谱特性可实现连续频率分布的可调性多通道滤波功能.     

准周期结构一维光子晶体的多重分形特性

利用传输矩阵理论分析了Fibonacci准周期结构的光子晶体的带隙特性,并讨论了当介质层中含有负折射率介质时光子带隙的特性,分析了该准周期结构频谱的多重分形.研究结果表明,Fibonacci准周期结构的分层介质的光子带隙（PBG）特性,不论其为普通介质还是含负折射率介质,其透射谱具有相似性,且随阶数的增大其不均匀性增加.对广义Fibonacci准周期结构——GF（1,n）和GF（m,1）,其透射谱的不均匀性随n和m的增加而增大.     

基于多孔硅微腔微阵列的制备及检测

我们结合光刻和电化学腐蚀方法,成功在单晶硅衬底上制备出一个8×8的一维多孔硅光子晶体微腔的微阵列器件,微阵列的每个阵列单元直径300μm,间距200μm.研究了这种微阵列在633nm激光入射情况下的光学特性.利用我们制备的多孔硅光子晶体微腔的微阵列器件,借助数字图像测量方法,可实现快速的检测.本文的研究结果可应用于生物传感器阵列的检测.     

基于Ge-Sb-Se薄膜的硫系光波导制备工艺研究

通过传统熔融淬冷技术制备Ge28Sb12Se60硫系玻璃,并由热蒸发技术制备出Ge28Sb12Se60非晶态薄膜,利用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀机在不同刻蚀气体氛围下制备出Ge-Sb-Se硫系光波导.研究了不同刻蚀功率和不同刻蚀气体流量比等条件参数对制备所得Ge-Sb-Se波导表面形貌的影响,利用台阶仪测量其刻蚀速率,扫描电子显微镜(SEM)和扫描探针显微镜(SPM)测量波导形貌以及表面粗糙度.结果显示,对于相同组分材料的Ge-Sb-Se硫系薄膜,相比于CF4/O2刻蚀气体,CF4/CHF3混合刻蚀气体制备出的波导具有较低的表面粗糙度、较光滑的侧壁和较大的刻蚀选择比,1 550 nm处2μm宽波导传输损耗为(1.73±0.24)d B·cm-1.     

不同结构 D 形光纤传输性能

采用时域有限差分法对D形光纤进行分析,研究D形光纤包层切除深度、切除长度、涂层折射率和背景折射率对光纤中传输能量的影响。计算结果表明,改变结构参数可以控制光纤中传输能量的变化。     

高强度氟化物玻璃光纤的研制

以高纯无水的氟化物为芯玻璃原料,聚全氟乙丙烯塑料(TEFLON-FEP)为皮层,采用新的方法制备了ZrF_4-BaF_2-LaF_3-AlF_3-NaF(ZBLAN)氟化物玻璃光纤预制棒,并拉制出光纤,研究了工艺条件对光纤抗弯曲强度和光纤损耗的影响。研究结果表明,该方法对消除氟化物玻璃光纤中的微晶、气泡等缺陷,改进光纤表面及芯皮层界面状况是非常有效的,可明显地提高氟化物玻璃光纤的抗弯曲强度,降低光纤损耗,所制得的氟化物光纤的抗弯曲强度大于1100 MPa,光纤损耗低于0.25dB/m,该光纤已应用于某短程传输系统中。     

环形光纤激光器自混合散斑数值模拟及频谱性能分析

在环形激光器的理论基础上,结合环形掺铒光纤激光器自混合散斑速度传感实验系统,数值模拟了激光器自混合散斑信号的功率输出.分析了自混合散斑信号的平均散斑频率,频谱能量密度性能.研究结果表明,频谱平均频率与物体速度成近似的线性关系,频谱能量密度与探测距离成近似线性关系.     

一种新型光纤声音传感器的设计与研究

为解决单光纤输入、输出Y型分支结构光纤声音传感器易受激光源光强波动的影响,由此设计了双同心圆新型结构的光纤声音传感器,并在出射光纤光强为高斯分布的基础上推导了反射光强的物理模型,理论分析表明这种新型光纤结构能克服光强波动的影响．并在1310nm波长的激光器和单模光纤研制光纤声音传感器上进行了相关实验,实验结果表明：这种光纤声音传感器的测量精度不受激光器输出光强波动的影响,实验测得传感器灵敏度为850mv·Pa^-1,频率响应范围为10Hz-9．5kHz．     

Pr3+掺杂硒基玻璃的制备及其中红外发光性能增强研究

报道了一种可用于2μm商用激光器有效激发的中红外宽带发光玻璃. 采用真空熔融淬冷法制备了Pr3+掺杂硒基玻璃的系列样品, 测试了样品的吸收光谱以及2μm激光泵浦下的3~5μm中红外荧光光谱, 观察到了由激发态吸收造成的近红外荧光. 通过Judd-Ofelt理论计算了不同浓度Pr3+离子掺杂玻璃样品的强度参数Ωt (t=2, 4, 6)、辐射寿命和受激发射截面等光谱参数, 讨论Pr3+离子局域配位环境对发光特性的影响. 结果表明, 4.6μm和4.8μm对应的跃迁能级具有较好的发光特性, 相比其他体系玻璃具有更大的受激发射截面, 是一种理想的中红外激光基质材料.     

一种基于级联长周期光纤光栅的力传感装置

利用光纤布拉格光栅(FBG)具有谱线窄、反射率高的特性和级联长周期光纤光栅(级联LPFG)的边沿滤波特性, 设计了一种基于级联LPFG的力传感装置, 将拉力变化转变为FBG反射谱功率的变化. 在理论上分析了实验的可行性, 用光纤光栅刻写系统制作了符合要求的级联LPFG和FBG, 用光谱分析仪对FBG的反射谱进行了监测. 用光纤功率计对FBG的反射功率进行了测量, 并对测得的数据进行了线性拟合, 其线性相关系数为0.9924, 装置的灵敏度为1.074μW?N-1. 在拉力为0~0.6N的范围内功率与拉力有较好的线性关系. 测量范围和灵敏度取决于级联LPFG透射谱边沿的斜率. 该装置结构简单, 操作方便.     

小型表贴式永磁电机不同护套性能差异仿真分析

提出采用玻璃纤维取代碳纤维用于小型表贴式永磁电机护套的方案, 为此对一款实际生产中额定功率为11kW、额定转速为6000r?min-1的小型表贴式永磁电机转子的保护工艺进行了研究. 基于有限元法, 采用Ansys软件分别对玻璃纤维无纬带和碳纤维2种护套材料进行转子结构强度和温度场仿真. 结果表明, 碳纤维护套的保护效果优于玻璃纤维护套, 但玻璃纤维护套的散热性好于碳纤维护套, 2种护套均能保证测试电机的结构安全. 基于以上结果并考虑材料成本和工艺难易程度, 认为采用玻璃纤维护套性价比更高.     

Q型腔自混合散斑实时速度测量

研究基于Q型腔的自混合散斑速度实时传感。利用掺铒光纤、耦合器、波分复用器等组建激光散斑速度传感系统,理论分析动态物体散射光反馈进入激光腔内与原光混合产生的自混合散斑现象,推导出Q型腔输出功率的表达式。以一圆形铝盘为速度传感对象,开发LabVIEW程序对散斑信号进行实时波形采集、滤波去噪及数值计算,得出自混合散斑信号能量密度与物体速率之间的线性关系。基于此关系,对该铝盘侧面的线速率进行实时测量,在175～456mm/s速率范围内可获得较好的测量结果。研究表明,Q型腔内自混合激光散斑的能量密度测速方法,可用于粗糙表面物体的实时速度传感。     

光纤CAN网络节点数计算方法

为电动汽车通信网设计了一种中继型节点的光纤CAN(Fibre--CAN)环型总线网络．采用塑料光纤(POF)作为传输介质，用波长为660nm的红光光电收发器件实现光电转换．在对中继型节点的传输延迟进行详细的分析后，结合CAN协议定义的位周期，给出了基于传输延时的网络最大节点数的计算方法．并对该方法进行了实验验证，实验结果与理论计算具有良好的一致性，表明该方法的有效性．     

Energy Straggling Calculations Under IPM Potential

By using Bonderup and Hvelplund's formulation the energy straggling for light ions (such as H~+, He~(+2)) etc) in each element has been calculated based on the IPM potential. The results obtained in this paper not only reveal a Z_2 oscillation and energy dependence) but also give a single parameter IPM electron density function n(r) which is fitted by Hartree-Fock (HF) model. Merover, we suggest a very simple theory method for calculating energy straggling of a compound of a mixing matter with mean atomic number Z_2~* and adjustable parameter d~* except additivity rule, the results are in good agreement with recent experiments.     

微柱碳纤维电极的分析应用——新型单根纤维塑管及玻管电极的制作及性能

本文报导了一种新的单根碳纤维电极制作方法、将碳纤维用碳粉导电胶直接粘接在铜导线上,制成供常规分析和活体及微区分析用的新型塑管和玻管电极,步骤简单而省时.作者同时用实验证实了该种碳纤维电极在循环伏安法、计时安培法和溶出伏安法中具有优越的分析性能.