光波导元件检测二氧化硫气体的方法研究

将溴酚蓝(BPhB)薄膜固定在钾离子(K )交换玻璃光波导表面,研制光波导二氧化硫(SO2)气体传感器元件.该元件利用BPhB在酸性或碱性条件下对波长为632.8nm光的吸收不同,检测SO2气体.实验结果表明,BPhB薄膜对低浓度SO2有快速、可逆响应,在20-11970mg/m3浓度范围内有良好的线性响应.     

光波导振荡场传感器

针对消逝场传感器的不足,提出了一种传感介质处于波导芯层,且以超高阶导模为探针的光波导振荡场传感器.由于其波导芯层处于功率密度极高的振荡场区域,而超高阶导模又具有对芯层参数极为灵敏的性质,因此这种新型传感器的灵敏度大大增强.实现了超越消逝场传感器灵敏度极限值几个量级的位移传感器.     

空芯光波导在光谱气敏检测中的应用

空芯光波导(HWG)用于光谱气体检测中,既可以实现光路的传输,又可以充当气体样品池实现长光程高灵敏度测量,具有体积小,响应时间快、成本低、光路稳定灵活等优点。介绍了基于镀银/碘化银的空芯光波导(Ag/AgI-HWG)、光子带隙空芯光波导(PBG-HWG)和基片集成空芯光波导(iHWG)等类型的空芯光波导,并总结了近年来空芯光波导在光谱气敏检测中的研究及进展,梳理了其应用方式及应用领域。研究表明,空芯光波导替代传统的气体池与傅里叶变换红外光谱(FTIR)、激光吸收光谱和拉曼光谱等不同的光谱技术结合已取得一系列成果,且已经应用于环境监测、呼气诊断和工业过程检测和控制等领域。其中,基于中红外激光吸收光谱的空芯光波导传感器组成相对简单,成本较低,与各类光波导的兼容性和环境适应性较强,发展前景较好。总之,随着激光技术、光波导技术和光谱技术的发展,基于空芯光波导的光谱气体检测正在迅速发展,并逐步由实验室走向现场应用。     

PPQ共轭有机聚合物平面光波导的非线性传输特性的实验研究

从实验上研究了聚苯基喹恶啉（ＰＰＱ）共轭有机物平面光波导中的飞秒光脉冲的非线性传输特性，难过研究其光波导中由于自相位调制效应而导致的光谱展宽，得到了ＰＰＱ的非线性折射率，同时表明ＰＰＱ共轭有机物平面光波导中具较大的非线性效应，有可能制作较理想的全光器件。     

MNA/PMMA有机薄膜光波导

研究出MNA/PMMA有机薄膜光波导。用棱镜耦合器进行了波导参数的测量,发现薄膜呈现各向异性,有较大的双折射。     

光波导覆层热膨胀系数对应力双折射影响的分析

用有限元方法计算了硅基光波导器件的应力，得到由应力引起的双折射，从理论上分析了内应力对器件偏振特性的影响。得出结论：硅基与其它层材料热膨胀系数的不同，是引起芯区双折射的主要因素，通过掺杂、调整覆层的热膨胀系数，可以得到双折射系数较小的光波导。     

三层非线性平面光波导TM波的精确色散关系

对于介质薄膜波导的一边或两边复盖有介电常数与光强成正比的非线性介质的三种不同结构，本文导出了三层非线性平面光波导ＴＭ波的精确色散关系。对称三层非线性平面光波导的数值计算实例与有限元法的结果完全一致。     

厚二氧化硅光波导薄膜制备及其特性分析

以硅烷和氧化二氮作为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术，不使用掺杂，在单晶硅衬底上制备了用于平面光波导的二氧化硅薄膜。研究了薄膜折射率和淀积速率与工艺参量之间的关系，通过棱镜耦合仪、傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜等测试手段，分析了薄膜的结构和光学特性。结果表明，实验能快速生长厚二氧化硅薄膜，薄膜表面平整，颗粒度均匀，同时薄膜具有折射率精确可控和红外透射性能好的特点，非常适合制作光波导器件。     

MRTD算法在集成平面光波导组件分析中的应用

将基于Daubechies紧支集尺度函数的时域多分辨分析（MRTD）算法用于集成平面光波导组件的时域分析中,实现了MRTD算法的各向异性理想匹配层（APML）吸收边界条件,并对平行介质带定向耦合器进行了数值模拟和验证,所得结果与解析解非常一致.与传统的FDTD算法相比,MRTD算法在不牺牲计算精度的前提下能够大大节省计算资源.     

Active Optical Poly(vinylchloride) Thin-Film Waveguide Ion Sensor

The effectiveness of a proposed PVC (Poly(vinylchloride)) thin-film waveguide ion sensor with high sensitivity which is based on a polymer matrix to measure the concentration of various biochemical ions is assessed. The waveguide is made of PVC co-polymer matrix containing ionophore, dioctylphthalate and chromoionophore, and plays important roles both in light propagation and in selective ion sensing. To evaluate the efficiency of the sensor, standard calcium solution is applied. Results showed the proposed sensor to be very effective as an ion sensor. This active waveguide sensor has the advantages of utilizing both the molecular recognition technique and the waveguide detection technique.     

Broad-Band Integrated Optical Electric Field Sensor Using Reflection Mach-Zehnder Waveguide Modulator

A lithium niobate (LiNbO₃) broad-band photonic sensor using reflection-type Mach-Zehnder optical waveguide modulator has been designed, fabricated, and experimentally demonstrated. The bare chip size of the sensor is microminiaturized as small as 20×5×0.5 mm³. The sensor has a wide band frequency response from 10 kHz to 20 GHz with variation less than ± 5 dB. The sensor system shows better linear characteristic from 100 mV/m to 700 V/m, and the sensitivity is 33 mV/m. Besides, the nanosecond EMP with intensity of 30 kV/m has been measured in the time domain.     

Thin Film Waveguide Sensor for Measurement of the Absorption Coefficient of Hemoglobin Derivatives

A simple method for determining the absorption coefficient of oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin in human blood is proposed. The method is based on a variation of the complex propagation constant of guided wave in a thin-film optical waveguide. On the waveguide layer, a serial multi-channel sample chamber is constructed to vary the interaction length between the evanescent field and the sample, and the dependence of the sensor response on the interaction length is investigated for various concentrations of two hemoglobins. The response of this sensor is linearly proportional to the interaction length and the concentration of the two hemoglobins. The attenuation constant due to the evanescent field absorption between the channels is experimentally obtained with the designed sensor, and the absorption coefficient is determined by the proposed method. The determined absorption coefficients coincided with those obtained by conventional transmission measurement.     

控制色散的波导结构分析

色散控制在光纤通信中越来越重要,从低速率到高速率,从单波长SDH到多波长DWDM,色散控制要求越来越严.通过对不同应用的光纤波导结构的制造、性能测试和分析,指出了波导结构设计与光纤衰减、模场直径、弯曲损耗和波导色散等的关系.这些实践经验可以指导光纤的设计与制造.     

All-Optical Bistability in Grating Coupling to Nonlinear Waveguide

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＮｏｎｌｉｎｅａｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｃｏｕｐｌｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｐｒｉｓｍｔｏｎｏｎｌｉｎｅａｒｐｌａｎａｒｗａｖｅｇｕｉｄｅｈａｓｂｅｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆｏｐｔｉｃａｌｌｉ...     

非均匀平板波导的色散方程

利用转移矩阵理论分析了任意折射率分布平板波导的传输特性，导出了非均匀平板波导的近似解析色散方程，并指出了ＷＫＢ近似的局限性，数值比较的结果表明，文中所得公式的精确度优于传统的ＷＫＢ方法和其它近似方法。