聚合物电光调制器行波电极系统

设计了20 GHz聚合物光波导电光调制器CPW电极系统。制作和测试了分别用 Si、石英、玻璃做衬底的CPW电极系统。结果表明,石英衬底CPW电极质量最好,在中心电极宽度 W=20μm、电极间距G=50μm和电极厚3μm条件下,其实测损耗系数α0=0.32 dB·cm-1·GHz-0.5,实测微波等效折射率Nm=1.689,与理论值符合。在偏离此α0 和 Nm±10%的情况下,对于互作用区电极长度为 L=23.7 mm的调制器,估算带宽仍大于37 GHz。讨论了Si衬底CPW电极传输损耗很大的原因。     

新型行波电极超宽带LiNbO_3电光调制器的优化设计

采用有限元法和增量电感公式对一种新型电极结构的电光调制器进行了理论分析和设计.计算中对损耗系数进行了修正.计算结果表明这种结构可以灵活地实现相速匹配和有效降低电极损耗.是一种具有超宽带潜力的调制器.用带宽和驱动功率的比值作为衡量调制器特性优劣的标准.得到了这种电极结构的一些优化尺寸.并从中发现适当增大电极间隙有利于提高器件性能.利用优化结果.给出了一带宽为100GHz.半波电压为6V的调制器设计例子.     

传输线电极型硅基电光调制器研究进展

首先对不同类型光调制器性能做了简单比较,并结合近几年的研究进展情况,对各种电光调制器优缺点进行介绍,尤其对其中具有广泛应用前景的硅基电光调制器作了详尽的介绍,最后讨论了传输线电极设计对各类电光调制器性能的影响,并介绍了近几年在改善电光调制器的调制带宽方面的研究进展。     

高速InP基半导体电光调制器行波电极结构研究

对PIN型和NIN型两种InP基Mach-Zehnder电光调制器的电极结构进行了数值仿真研究,从而确定出适于这两种电光调制器的行波电极结构。仿真结果表明,NIN型电光调制器可采用简单的单臂类微带电极,而PIN型电光调制器需采用周期容性负载电极,以达到良好的阻抗匹配特性和传输特性。进一步地,提出了将串联推挽式行波电极结构应用于PIN型电光调制器,可以简化制作工艺并获得良好的微波特性。     

聚合物共面波导行波电极电光调制器

用聚合物材料BPAN-NT设计并初步成功制作了共面波导(CPW)行波电极电光调制器。用反应离子刻蚀(RIE)的方法制作脊波导,通过电晕极化使芯层有电光效应,利用电镀方法制作厚行波电极。对调制器的各项特性参数进行了测试,测得调制器的微波损耗系数0α=0.9 dB/cm.(GHz)1/2、在1.317μm波长上Vπ=250 V,由此算得芯层材料的电光系数3γ3=3.7 pm/V,同时测得消光比为13.49dB、插入损耗为18.6 dB,在8 GHz的微波频率上观察到了调制光信号,理论计算3 dB光调制带宽为43.77 GHz。     

LiNbO3电光调制器行波电极微波等效折射率的测量

LiNbO3电光调制器的设计中,行波电极的微波等效折射率是一个重要的参数。该文通过自行设计的微波探针架及探针,采用差值的方法,在微波网络分析仪上对样品CPW电极的微波等效折射率进行了测量,分析了实测值与理论计算值的偏差,给出了修正因子,研究了微波等效折射率随频率变化的色散现象,并对这种测量方法进行了误差分析,提出了减小误差的方法。     

一种低损耗硅基MZ电光调制器的驱动电极设计

为了满足高数据带宽的硅光互联应用要求,高速硅光调制器的设计至关重要.本文基于IMEC的硅光子SOI工艺,提出了一种低损耗高带宽的行波MZ调制器的驱动电极.在详细分析了趋肤效应、行波损耗、邻近效应等物理效应对行波电极信号完整性的影响的基础上,通过在行波电极上增加一定宽度的顶层金属的方法,使MZ调制器的低频损耗降低了13%,高频损耗降低了5%,并使电光调制3 dB带宽提高至28 GHz.       

LiNbO3电光调制器行波电极微波等效折射率的测量

LiNbO3电光调制器的设计中,行波电极的微波等效折射率是一个重要的参数。该文通过自行设计的微波探针架及探针,采用差值的方法,在微波网络分析仪上对样品CPW电极的微波等效折射率进行了测量,分析了实测值与理论计算值的偏差,给出了修正因子,研究了微波等效折射率随频率变化的色散现象,并对这种测量方法进行了误差分析,提出了减小误差的方法。     

电光行波调制器电极特性参量的计算

本文采用简洁的静态求解的方法,考虑了电极厚度和缓冲层对电极特性参量的影响,对四种常用的LiNbO_3光波导行波调制器电极的特性参量进行了分析计算,并得出了一些对设计和优化较有意义的结论。     

Ti：LiNbO3电光调制器中复杂截面形状行波电极系统微波损耗系数的计算？…

本文给出了一种采用有限元法利用电感增量公式计算Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３电光调制器中复杂截面形状行波电极系统微波损耗系数的计算方法。这一方法得到计算结果与其它计算方法所得的计算结果吻合较好。对本实验室和已发表文献中的一些调制器电极结构进行了计算,分析了计算和实测值偏差的原因,给出了在设计宽带Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３电光调制器电极系统时微波损耗系数的修正因子。     

基于规范图像的光电成像系统采样响应研究

为了研究采样响应对光电成像系统生成图像的质量的影响,本文提出了将规范图像作为输入建立封闭的模型来分析采样响应的方法。首先给出了规范图像的定义并得到了USAF 1951规范图像的数学模型,然后分析了光电成像系统的采样响应过程和采样响应函数,最后讨论了USAF 1951规范图像在不同条件下的采样响应结果。研究结果表明:当采样前MTF截止频率、采样频率与采样后MTF截止频率之间的关系不同时,采样响应对像质的影响不同;当采样频率与采样前MTF截止频率满足一定的条件时,可在图像模糊与混叠之间取得平衡。     

红外光电系统多组件远程加载技术研究与应用

光电系统设备通常由多个组件构成,那么对于各个组件软件的部署,程序的加载升级也成为一项较为关键的技术。由于传统加载方法在加载方式和加载效率上存在许多缺点,所以开发出一种高效便捷的远程加载技术至关重要。针对上述问题,本文设计开发一种远程加载技术,并将该技术成功应用于红外光电系统。远程加载功能主要通过上位机与远程加载板进行实现,上位机负责将升级文件远程发送至加载板,加载板成功接收到数据后,完成对于被加载组件的程序升级。为增加远程加载功能的可靠性,设计备份启动功能,如果出现加载失败的情况,能够实现程序的二次加载。     

无限远像距中波显微光学系统设计

随着红外技术的发展,高性能红外显微系统在热物理化学、微生物及MEMS优化设计等科技领域起到了非常重要的作用,本文讨论了一种无限远像距显微系统的结构形式及设计方法,针对阵列规模320×256,像元尺寸30μm相对孔径为2的中波制冷型红外探测器,设计了一款无限远像距中波显微光学系统,放大倍率为3×,工作距离35mm,数值孔径(NA)075,适合于高帧频下红外显微探测的需求以及类似显微物镜产品的系列化。     

典型光电系统的数字孪生技术

数字孪生技术将多学科多物理场的系统通过多维异构时序数据进行统一设计和管理,可构建高保真度的数字化镜像模型。本文基于此项技术,对典型光电系统的数字化模型提出了构建的思路和方法;同时结合场景要素本征物理特性分析,描述了高真实感红外场景数字孪生仿真的关键技术。数字模型和场景仿真的有机结合能够准确地实现光电系统的实时交互和迭代运行及优化,高效高质量地缩短产品的研制周期。     

QPSK空间相干激光通信仿真与实验

相干激光通信因其具有高通信速率、复杂编码格式、极高灵敏度,已成为星间高速数据通信的重要技术之一。本文设计了一种QPSK空间相干激光通信系统链路,给出发射端二进制电信号到激光载波相位的调制映射表,和接收端激光载波相位到二进制电信号的解调映射表。对设计的空间相干激光通信系统链路进行数字化仿真,以星座图的EVM作为核心指标衡量系统性能,仿真分析接收端入射光功率、接收端光放大器噪声系数等因素对EVM的影响。根据仿真结果搭建相应通信链路,在输入光功率为-45dBm、-485dBm时,经测试得到相应星座图EVM分别为178、244,与仿真结果较符合。     

甲醇气体浓度检测系统设计

电极成型技术是红外焦平面探测器的重要组成部分,离子束刻蚀技术由于具有高各向异性和高分辨率等诸多优点,适用于制备低损伤、高均匀性以及可生产性的电极体系。本文采用离子束刻蚀制备了平面型、台面型器件的电极结构,通过FIB和SEM表征了不同刻蚀条件下的电极形貌和结构,研究了不同刻蚀角度、能量以及热处理对碲镉汞红外探测器的影响。结果表明,离子束刻蚀技术具有侧边平滑、均匀性高、稳定性强以及工艺重复性好等诸多优点。另外,离子束刻蚀可以实现台面结器件的电极隔离,但台面侧壁存在一定金属电极残留,需要进一步优化台面形貌和刻蚀角度。在热处理对刻蚀的影响上,低能量刻蚀形成的晶格损伤,经过高温可以修复;高能量刻蚀将同时造成晶格损伤和电学损伤,热处理只能一定程度上改善pn结性能,电学损伤将在刻蚀后表面形成严重的漏电效应,降低了探测器的品质因子R0A。     

激光陀螺引燃技术研究及应用

针对棱镜式激光陀螺引燃不可靠的现象,系统地研究了基于外置电极加载高频电场激励激光器件谐振腔的引燃方法,理论上分析了影响激光陀螺引燃电压的获取因素,在此基础上提出了两种增加谐振腔引燃可靠性的措施,通过缩短引燃阴极和引燃阳极之间的距离,有效降低了谐振腔所需的引燃电压值,从而使工作气体局部更容易被激发,进而产生雪崩效应,使整个内部空间的工作气体被激发,实现激光器件谐振腔的正常持续工作.实验结果表明,优化后的激光陀螺谐振腔在高、低、常各温度段可实现大于99.9％的可靠引燃.     

晶格失配对InAs基室温中波红外探测器性能的影响

采用液相外延技术生长了InAs基室温红外探测器件材料,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析了外延材料表面形貌、截面形貌与晶格失配的关系。分析发现,不恰当的晶体晶格常数匹配度会导致材料表面形貌变差,降低材料的结晶质量,晶格失配在0.22%左右的InAs基外延材料表面形貌较好,缺陷少,晶体质量较好。在此基础上,成功制备出室温探测率D^*为6.8×10⁹ cm·Hz^1/2·W^-1的InAs基室温中波红外探测器,这一性能与国际上红外探测器领军企业美国Teledyne Judson Technologies和日本滨松株式会社的商用InAs基红外探测器性能处于同等水平。     

激光引信光学组件性能分析

在对两枚激光引信各一个通道开展慢速交会仿真试验过程中,发现两个通道在相同交会条件下的启动性能差别较大。本文对两枚引信发射组件、接收组件性能进行了测试,并结合距离截止测试结果进行了对比分析,发现两枚引信接收组件响应度方面性能相当,发射组件光功率对引信截止距离影响较大。