高效率PCVD法大预制棒制造技术研究

本文叙述高效率PCVD法大预制棒制造技术研究的结果,包括设备的特点,1g/min高沉积速率的研究和大预制棒的制备方法。每棒拉制的光纤长度已超过20 km,最低损耗为0.36 dB/km(1.31μm波长)和0.19dB/km(1.55μm波长)。     

国产掺镱保偏光纤的制备及其激光性能研究

基于改进的化学气相沉积(MCVD)工艺,结合溶液掺杂技术,成功制备出11μm/125μm掺镱保偏光纤,并研究了其激光性能。该光纤的纤芯数值孔径为0.09,双折射系数值为3.0×10^-4,915 nm和976 nm处的包层吸收系数分别为2.48 dB/m和7.05 dB/m。搭建了全光纤振荡器结构测试平台,当掺镱保偏光纤长度为2.25 m、976 nm泵浦功率为57 W时,实现了最大输出功率为48.9 W、斜率效率为85.5%的激光输出,输出光谱呈洛伦兹型。     

保偏光纤双光栅传感性能的实验研究

在H2敏化处理的保偏光纤上的同一位置制作了中心波长分布在1300nm和1550nm窗口的两个光纤光栅,并对这种保偏光纤双光栅的传感特性进行了实验研究与理论分析,结果表明这种光栅可以用作多传感器,对温度、应力、压力等多个参量进行测量,还可以作为对保偏光纤光栅进一步深入研究的参考。     

PCVD低水峰光纤的制备与性能

介绍了PCVD低水峰光纤生产工艺和其材料组成、结构及性能,在生产普通单模光纤的基础上,通过优化PCVD工艺,成功抑制了普通单模光纤在1383nm由于羟基(OH)吸收造成的水峰损耗.光纤中功能梯度的芯层和光学包层、高纯均匀的机械包层和性能优越的双层涂覆层,使PCVD低水峰光纤各项性能指标全面达到或优于最严格的ITU-T G.652.C/D和IEC6079 3-2-50 B.1.3光纤标准要求.     

掺硼非晶硅薄膜的电阻不稳定性研究

以硅烷和硼烷为气相反应气体,采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制备了硼掺杂氢化非晶硅薄膜.测试了不同样品电阻随测试时间的变化,以及光照和噪声对材料电学性质的影响.结果表明,刚制备出来的样品存在氧化现象,长时间光照会出现S-W效应,由于RTS噪声的存在,样品电阻会出现随机性波动.     

采用MCVD工艺研制高双折射单模偏振保持光纤

在相干光通信系统和大量传感技术应用中,最引人注目的是偏振保持光纤。本文采用MCVD法研究出了一种新的制造工艺,不采用含氟气侵蚀法获得了一种结构介于Bow-tie型与椭圆应力型(Flat-cladding)的新型高双折射保偏光纤。测试结果,在工作波长λ=0.6328μm处,拍长L_6≈1.0mm,消光比η=-20.04dB。本文还对所研制出的光纤抗弯曲保偏性能进行了测试,结果良好。     

PCVD单模光纤的均匀性研究

研究了用等离子体化学汽相沉积工艺(PCVD)制备单模光纤的均匀性问题。首先,给出了沿光纤轴向各段的衰减系数、模场直径、截止波长和几何尺寸的测量结果,然后,分别从化学汽相沉积原理和预制棒成丝流变学原理两个方面分析了熔炼和拉丝工艺对光纤均匀性的影响,进而提出了改善单模光纤均匀性的方法。本文的研究结果对制造优质单模光纤具有一定的指导作用。     

光纤预制棒复合工艺的研究

文章概括了当前光纤预制棒制造技术的现状，对“等离子体化学汽相沉积法(PCVD) 管外汽相沉积法(OVD)”复合工艺技术进行了详细分析。     

新型挤压法制备硫系玻璃光纤及其性能研究

选用组分为Ge15Sb20S65和Ge25Sb5Se70的两组硫系玻璃,制备了多种尺寸的高质量硫系玻璃,分析了两组玻璃的物理、热学和光学性能;利用复合层叠挤压法制备了硫系玻璃光纤预制棒,避免了钻孔法或其他机械加工引起的预制棒界面缺陷,且光纤端面结构可随模具尺寸自由设计,挤压后光纤预制棒结构整齐,内外界面整洁光滑;利用高温聚合物保护的预制棒具有良好的机械性能,用光纤拉丝机将具有保护层的预制棒拉制成光纤;利用普通光纤抛光机进行端面抛光,光纤端面结构均匀,界面无明显缺陷。傅里叶红外光纤光谱仪(FTIR)测试光纤损耗谱表明,在波长4.8μm处光纤的最低损耗为2.63dB/m。     

基于长周期光纤光栅和Sagnac环的温度与折射率的区分测量

利用长周期光纤光栅(LPFG)和保偏光纤(PMF)Sagnac环透射光谱的调制特性,设计了温度和折射率同时区分测量系统。通过监测LPFG嵌入Sagnac环的透射谱中谐振峰波长和强度的变化,测定了波长和强度对温度和折射率的灵敏度系数,构建了传感系数矩阵。实验发现,谐振峰波长随温度变化,谐振峰强度随折射率变化,实现了温度与折射率的区分测量。实验测得该系统的温度灵敏度0.1 286nm/℃,折射率灵敏度为49.38dB/RIU。实验结果验证了方案的正确性,且实验系统搭建简便,体积小,成本低,具有一定的应用前景。     

熊猫光纤制作的新方法和应力双折射的研究

提出了一种制作偏振保持光纤(PMF)的预制棒侧向开槽法,制作了波长1550 nm处双折射为7.75×10-5的边孔光纤和双折射为5.345×10-4的单模熊猫光纤.用有限元法分析熊猫光纤应力分布表明,掺B应力施加区(SAP)的引入使得光纤横截面上出现了应力分量的拉应力区和压应力区;在纤芯以及其附近区域应力的x分量取正值,y分量取负值,造成了大应力差;SAP距离纤芯越近,双折射越大,距离一定时,对纤芯中心张角为90°时双折射最大.     

利用半导体PN结模型分析石英玻璃的极化过程

利用半导体PN结偏置过程的理论模型,类比分析了玻璃的热及电场极化过程。理论分析表明,在热及电场极化条件下,正、负电极与玻璃分界面处的电场及电荷分布规律与其在反向、正向偏置的2个PN结处非常相似;利用PN结偏置模型,并考虑玻璃极化过程中电子的作用,修正了极化玻璃中电场分布和载流子运动方程及其边界条件,并解释了一些已有实验现象。     

Stress and resistivity controls on in situ boron doped LPCVD polysilicon films for high-Q MEMS applications

addition, polysilicon thin films ported approaches avoid the high temperature annealing process (> 1000 ℃), and the promising properties of these films make them suitable for high-Q and high-f MEMS devices.     

应力和电阻率可控的适用于高品质因子MEMS器件的原位掺硼LPCVD多晶硅薄膜

The simultaneous control of residual stress and resistivity of polysilicon thin films by adjusting the deposition parameters and annealing conditions is studied. In situ boron doped polysilicon thin films deposited at 520 ℃ by low pressure chemical vapor deposition （LPCVD） are amorphous with relatively large compressive residual stress and high resistivity. Annealing the amorphous films in a temperature range of 600-800 ℃ gives polysilicon films nearly zero-stress and relatively low resistivity. The low residual stress and low resistivity make the polysilicon films attractive for potential applications in micro-electro-mechanical-systems （MEMS） devices, especially in high resonance frequency （high-f） and high quality factor （high-Q） MEMS resonators. In addition, polysilicon thin films deposited at 570 ℃ and those without the post annealing process have low resistivities of 2-5 mΩ·cm. These reported approaches avoid the high temperature annealing process （〉 1000 ℃）, and the promising properties of these films make them suitable for high-Q and high-f MEMS devices.     

基于硅溶胶的Au-SiO2复合溶胶的制备及其性能

对Au-SiO2复合溶胶制备和性能进行了初步研究。通过正交实验设计,分析了相关因素对硅溶胶性能的影响规律,确定了合适配比的硅溶胶。采用透射电子显微镜(TEM)测试结果,对比分析了Au-SiO2复合溶胶与硅溶胶的差异,对Au-SiO2复合溶胶的研究为Au-SiO2复合薄膜的制备奠定了基础。     

A highly flexible solid-state supercapacitor based on the carbon nanotube doped graphene oxide/polypyrrole composites with superior electrochemical performances

Flexible electrodes of ternary composites, in which highly conductive carbon nanotube films (CNFs) are coated with carbon nanotube-doped graphene oxide/polypyrrole (CNT-GO/PPy), have been fabricated via facile electrochemical synthesis. Long and short CNTs are separately doped into the composites (lCNT-GO/PPy and sCNT-GO/PPy) and their electrochemical performances are compared. Electrochemical measurements indicate that the doping of CNTs in the composites significantly improves the electrochemical behaviors of the GO/PPy electrodes. Notably, the lCNT-GO/PPy electrodes show superior electrochemical properties with respect to the sCNT-GO/PPy electrodes, which is related to the introduction of abundant CNTs in the former electrodes and their special microstructures. Two symmetric electrodes with the lCNT-GO/PPy composites coated on CNFs are assembled to fabricate a solid-state supercapacitor device, which features lightweight, ultrathinness, and high flexibility. The device achieves a high areal and volumetric specific capacitance of 70.0 mF cm⁻² at 10 mV s⁻¹ and 6.3 F cm⁻³ at 0.043 A cm⁻³, respectively. It also shows superior rate performance and cycle stability, with a capacitance retention rate of 87.7% for 10,000 cycles. The supercapacitor device fabricated is promising for the use in lightweight and flexible integrated electronics.     

光纤Bragg光栅温度与应力的测量分析

采用了一种基于等度强悬臂梁的双光纤栅组合法,实现温度与应力的同时测量。选用同一批次生产的参数一致的两根光纤Bragg光栅,将其分别粘贴在等强度梁的上下表面,通过梁上下光栅所受的应力大小相等而方向相反,产生两个反射峰来实现温度与应力的同时测量。通过实验测得光栅温度灵敏度系数为0.1346nm/℃,梁上下光栅误差仅为0.0001nm/℃;应力灵敏度系数分别为0.4085nm/N,-0.4089nm/N,误差也仅为0.0004nm/N。实验结果表明该方法切实可行,制作工艺简单,克服了传统双光栅组合法难以保证测量位置的准确性的缺点。