声光器件特性分析及音频声光通信研究

分析了声光效应的基本原理及布拉格效应成立的条件,构建了声光器件特性测试实验装置。对声光器件中布拉格衍射的建立、声光调制的幅度特性及频率特性等基本特性进行了测量分析,对声光模拟信号传输的线性特性和音频频响关系进行了研究。     

考虑旋光影响的窄带声光滤波器设计及其性能分析

基于电信号调谐的声光可调滤波器具有宽光谱、快速调谐、大孔径角以及窄滤波线宽等特点。在考虑了二氧化碲晶体的旋光性的基础上,设计了一种非共线型声光滤波器。实验研究了该滤波器调谐关系以及不同中心波长的滤波线宽等性能。该滤波器的性能与理论预期符合较好。另外,结合倒置光学显微镜系统,搭建了超光谱显微成像实验系统,并进行了初步的超光谱显微成像实验研究,在可见光范围内获得了较好的超光谱成像结果。     

声光器件复透射率的确定

本文改进了Rhodes的理论,从Fourier光学的基本原理出发,系统地导出了声光器件复透射率的确切表达式,并明确地阐明了其中各项的物理意义,从而把声光信号处理理论纳入Fourier光学的理论系统。其要点是选取exp{一i2π§χ}作为空间FT的核,但选取exp{+i2πft}作为时间FT的核。从原则上讲,利用本文导出的结果,可以确切地分析一切声光信号处理系统,而不会出现任何自相矛盾之处。     

声光器件的频率反馈双稳态

报道了利用声光器件和具有频率反馈功能的声光器件驱动电源所进行的频率反馈双稳态实验，并将实验结果与理论分析进行了比较，得出相符合的结果。     

准共线集成声光模式转换器的性能分析与设计

报道了一种SiO2薄膜声波导和Ti∶LiNbO3光波导之间存在一个角度的准共线的模式转换器结构, 利用波导模式分析导出薄膜声波导的宽度限制; 利用模式耦合理论得出了声光模式转换特性和耦合系数的加权形式. 实现了对耦合系数的加权, 较好地抑制了旁瓣. 在综合考虑旁瓣和线宽的条件下, 设计了这种TE/TM声光模式转换器, 其旁瓣为－16.8 dB, －3 dB线宽和－10 dB线宽分别为1.37 nm和2.31 nm.     

四端口光纤声光器件的耦合模理论

简述了光纤的声致折变机制,在复合光波导理论基础上讨论了光纤零耦合器与常规光纤耦合器的本质区别,指出零耦合器实质上是一段可以选择激励的双模光纤。从耦合模理论出发,求解了零耦合器中声致模耦合渐进方程组,给出了四端口光纤声光器件功率耦合的完整解析表达式,阐明了器件输出光的频移特性,解释了器件在声光谐振时具有的倍频声光调制、可调光移频、光滤波、光分束、光开关等功能。最后报道了器件作为可调光分束器或光开关的研究实例。     

金属薄膜亚波长微结构的光束集束器件设计

利用时域有限差分方法,模拟了P偏振光高斯光束入射到金属银亚波长细缝与光栅结构的透射情况.由于表面等离子激元波的影响,对称光栅结构透射光呈现对称出射,而非对称结构可以实现小角度定方向的光束集束现象.借助公式推导法及Helmholtz互易定理,可设计出平行入射P偏振光的光束集束器件.由于高斯光束本身的发散性及近场分布的需要,针对高斯光束的器件在结构参量上缩小了12%.在对其他结构参量的优化的基础上,实现了针对633 nm高斯光束的对称出射及光束集束器件的设计.     

超声在液体中的非线性传播及反常衰减

本文从广义的Navier-Stokes流体方程出发,考虑到流体介质的黏滞性和存在的热传导,导出了更接近实际流体的三维非线性声波动方程.鉴于声传播所涉及的空间和时间尺度的复杂性和多样性,文中针对一维情形下的非线性波动方程进行了求解和分析.由方程的二级近似解可以看出,声压振幅的衰减遵循几何级数规律,而且驱动声波的频率越高声压的衰减就越快.在满足条件ωb《ρ0c_0~2时,基波的衰减系数与驱动频率的平方及耗散系数的乘积成正比;二次谐波的衰减规律更加复杂,与频率的更高次幂相关.对声衰减系数及声压的分布进行数值计算发现,声压的分布还与初始的声压幅值及频率有关,初始的声压与频率越高衰减得越快.另外,当声压高于液体的空化阈值时,液体中就会出现大量的空化泡,文中模拟了单个空化泡的运动,发现随着声压的增大空化泡的振动越剧烈、空化泡所受的黏滞力变大,随着声波作用时间的增大黏滞力的幅值迅速增大并与驱动声压值同阶,因而空化泡的非线性径向运动引起的声衰减不容忽视.结果表明,驱动声压越高在空化区域附近引起的声衰减越快、输出的声压越低.     

SiO2波导布拉格器件中声表面波及声光相互作用分析

针对SiO2光波导声光布拉格器件,计算了SiO2非对称平板波导TE模式的横向场分布;给出了SiO2/ZnO/Air层状介质结构的性能方程、运动方程和麦克斯韦方程,推导出这种层状结构的特征方程,并结合所满足的边界条件,得到了各层介质的位移及电磁场分布;计算了声表面波所引起的光学相对介质隔离率张量的变化,最后讨论了声光衍射效率和光场与声场的重叠积分、声功率、声频率、声孔径和光波导参数之间的关系。结果表明,在低频范围内光场与声表面波场重叠良好;低阶模的重叠积分始终大于高阶模重叠积分,最低阶模与声表面波相互作用最强,所需声功率最小;当声功率一定时,增加声孔径可以提高衍射效率。     

声光器件的换能器带宽和镀层厚度的确定

根据压电换能器的Mason等效电路,就36°у切LN/PM声光器件和x切LN/TeO₂声光器件以及各种镀层材料和厚度计算了换能器损耗TL随规一化频率f/f₀的变化关系,由此可确定各镀层的厚度和器件的换能器带宽,还给出器件的电输入阻抗z_i在阻抗圆图上随f/f₀变化的轨迹,它可作为器件性能测试的理论依据。 关键词：     

电视内环跟踪精度分析及设计

介绍一种波门跟踪系统，主要应用离散系统理论分析计算了在典型航路条件下电视跟踪的内环路跟踪精度，还对各种误差因素进行了分析。     

金属薄膜亚波长微结构的光束集束器件设计

利用时域有限差分方法,模拟了P偏振光高斯光束入射到金属银亚波长细缝与光栅结构的透射情况.由于表面等离子激元波的影响,对称光栅结构透射光呈现对称出射,而非对称结构可以实现小角度定方向的光束集束现象.借助公式推导法及Helmholtz互易定理,可设计出平行入射P偏振光的光束集束器件.由于高斯光束本身的发散性及近场分布的需要,针对高斯光束的器件在结构参量上缩小了12%.在对其他结构参量的优化的基础上,实现了针对633 nm高斯光束的对称出射及光束集束器件的设计.     

液体薄膜的反常过滤性能研究

液体具有一定的自愈能力,使得纯液体制备的薄膜具有反常过滤性,即允许大尺寸颗粒通过而截留小尺寸颗粒.针对这一特性,本文建立了能够解释该现象的理论模型,研究了影响液体膜过滤性能的主要参量:液膜过滤"孔径"受物体半径与膜半径比值、液体表面张力系数、物体的密度以及物体释放高度.设计的液体膜过滤器具有易于制备的特点,通过调整几何...     

用于OADM的集成声光可调谐滤波器的性能分析

利用模式耦合理论分析了声光模式转换.并对声光可调谐滤波器的滤波带宽、调谐范围、驱动功率等性能参数进行了分析计算.设计制作滤波器时,首先在保证滤波带宽的前提下,考虑调谐范围、驱动功率以及加工工艺的要求.对其应用于OADM中存在的旁瓣和串扰问题进行了初步讨论.设计完成中心波长在1.55 μm,滤波带宽为1.2 nm左右,波长调谐范围大于150 nm,低驱动功率的IAOTF.     

亚单层黄色有机发光器件制备与光电性能研究

采用掺杂薄层作为亚单层有机发光技术,利用沉积在有机发光器件发光层中的亚单层分子[2-methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-ylidene]propane-dinitrile(DCM2)作为探针,同时改变DCM2层的位置,制备了四种亚单层结构的有机发光器件,对有机发光器件中激子的形成与扩散进行了研究,通过对各器件不同条件下的电致发光谱、发光强度和发光效率的对比研究,得到在N,N′-bis-(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-1,1′-biph-enyl-4,4′-diamine(NPB)/(8-hydroxyquinoline)aluminium(Alq)异质结界面处引入亚单层DCM2可以使DCM2分子获得的激子数量最多,获得了高效率的黄色有机发光器件.从其中总结规律,对有机发光器件制作有一定的指导作用.     

暗室声光报时器的设计制作

普通物理实验中的照相实验，冲卷、印相需在暗室中定时进行操作．笔者设计了一种声光报时器，取得了良好效果．该报时器能以声、光两种方式每隔一定时间（0．3～300秒可调）报时一次．报时声音的长短可在0．3～3秒内调节．电勇原理图1所示为报时器的电原理图．由一块双时基电路ICZ接成二个多谐振荡器，第一个振荡器的频率和空占比可调．它的振荡频率决定报时器两次报时之间的时间间隔；空占比决定了报时声音的长短．空占比和振荡频率的大小可通过调节R．1和凡：来确定．第二个多谐振荡器振荡在音频范围内．当IC2的5脚输出高电平时发光二…     

亚微米器件的一些物理问题

要建造功能比现有的更强大的超级计算机、新型雷达，或在微波段以上甚高频率下工作的通讯卫星，就需要超高速的半导体器件．亚微米器件就是为了适应这种需要而发展起来的．在亚微米器件中，由于空间上的短尺度与时间上的瞬变，各种物理标度之间的相互关系的改变，有可能出现各种新现象和新问题．本文概要介绍这一新兴领域十几年来的物理研究进展．     

结构参数对GaN肖特基紫外探测器性能的影响及器件设计

研究了GaN肖特基结构(n^--GaN /n⁺-GaN)紫外探测器的结构参数对器件性能的影响机理。模拟计算结果表明:提高肖特基势垒高度和减小表面复合速率,不仅可以增加器件的量子效率,而且可以极大地减小器件的暗电流;适当地增加n^--GaN层厚度和载流子浓度可以提高器件的量子效率,但减小n^--GaN层的载流子浓度却有利于减小器件的暗电流。我们针对实际应用的需要,提出了一个优化器件结构参数的设计方案,特别是如果实际应用中对器件的量子效率和暗电流都有较高的要求,肖特基势垒高度应该≥0.8 eV,n^--GaN层的厚度≥200 nm,载流子浓度1×10¹⁷ cm^-3 左右,表面复合速率＜1×10⁷ cm/s。     

功率器件热性能的测试与分析

本文利用红外热像仪测温系统,系统地对三种典型的航天用功率器件进行了测试和分析。研究结果对功率器件可靠性分析具有重要的作用。同时对功率器件进行了数值模拟,在定性方面可为器件的热设计提供改进方向和合理方案。     

二氧化碲非同向声光可调谐滤波器的设计分析

在分析非同向声光可调谐滤波器器件设计理论的基础上，同时考虑声光晶体的双折射和旋光特征，分析和计算了二氧化碲声光可调谐滤波器的超声波极角θａ和入射光波极角θｉ之间的关系以及超声波频率ｆａ和光波波长λ０之间的调谐关系。