基于硅基槽型微环谐振器的集成生物传感器

本文对一种基于槽型微环谐振器的生物传感器进 行了研究,通过微环谐振器与槽型波导的结合,增强光与传感媒质的相互作用,减小传输损 耗的制约影响。采用时域有限差分法(FDTD) 研究了波导有效折射率随传感物质材料折射率的变化,结果显示它们呈线性关系,这为折射 率的 有效传感提供了可能。采用电子束光刻和等离子体刻蚀技术在SOI基片上制备了样品,SOI 基片 的顶层硅和埋入氧化层的厚度分别为220 nm和2μm,微环谐振器的 微环半径为30 μm。采用波 导光栅耦合器来实现光的输入和输出,频谱测量显示槽型微环谐振器的品质因数达到了2940, 通过测量传感器表面覆盖不 同浓度的氯化钠溶液时光谱谢振峰的变化,得到传感器的灵敏度 和检测极限分别为980.24 nm/RIU和5.4×10－4 RIU。     

Si基槽型光波导的传输特性分析和传输损耗的测量

对Si基槽型(slot)光波导的传输特性进行了研究。 采用三 维时域有限差分(3D-FDTD)法研究了芯层中的光功率与波导槽型宽度及Si条带宽度之间的关 系,结果显示,槽型光波导具有很好的光功率约束效率,可以达到30%以上; 分析了光功率的变化规律及其优化,综合考虑光功率和光功率密度确定波导结构参数,实现 最佳光功率分 布,横向光功率分布沿x轴方向具有很好的约束效果,沿y轴方向呈现高斯分布;分析了底部Si薄层对光 功率的影响,100nm的底部Si薄层使得芯层的光功率下降50%,减小 底部Si薄层厚度有利于光功率约束效 率的提高;采用电子束刻写(EBL)技术和等离子刻蚀(ICP)技术制备了Si基槽型光波导,实验 研究了其传输损耗,结果显示,槽型光波导具有较低的传输损耗,达到13.5dB/cm。     

基于硅基微环谐振器的折射率传感研究综述

片上折射率传感在安全检查、环境监测、健康诊断和食品监督等领域有着广阔的应用前景,基于硅基微环谐振器的折射率传感器具有微型化、集成化等优点,已成为当前研究的热点。文章首先对硅基微环谐振器的折射率传感探测原理进行了介绍,然后依据探测原理分类梳理了国内外硅基微环折射率传感的最新研究进展,并分析总结了不同传感探测原理的优缺点,最后讨论了现阶段硅基微环谐振器在折射率传感中存在的问题和未来的发展方向。     

SOI基微环谐振可调谐滤波器

采用电子束光刻和ICP刻蚀等工艺制作出基于SOI纳米线波导微环谐振滤波器。滤波器微环半径为5μm左右,波导截面尺寸为(350nm～500nm)220nm不等。测试结果表明,波导宽度为450nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽度为16.8nm,1.55μm波长附近的消光比为22.1dB。通过对微环滤波器进行热光调制,在21.4℃～60℃温度范围内实现了4.8nm波长范围的可调谐滤波特性,热光调谐效率达到0.12nm /℃。同时,研究了基于单环和双环的多通道上下载滤波器,实验结果表明多通道滤波器的信号传输存在串扰,主要是不同信道之间的串扰,尤其在信号上载时,会在相邻信道产生较大串扰。     

硅基微机械微波传输线的制备与特性分析

介绍了三种硅基微机械波传输线：矩形波导、V型槽及W型槽共平面波导,及其三种传输线的制备工艺流程。分析认为,制备方法不同,导致传输线结构、特性阻抗、插入损耗等特性亦不同。     

新型微环谐振器双环模型的滤波特性分析

设计了一种新型微环谐振器,其基本结构由圆角正方形波导与条形波导组成.根据波导光学的耦合模理论,推导出双环串联和双环并联的圆角正方形微环谐振器的光强传递函数,并通过数值模拟分别获得这两种模型的谐振器的输出特性.结果表明:与传统的圆环形谐振器相比,圆角正方形结构微环谐振器的输出光谱的通带宽、谐振峰平坦、自由光谱区范围大,更...     

硅基微纳光电子器件的研究

由于硅基加工工艺目前发展较为成熟、硅基光电子元件的制造成本相对较低且具有较理想的光电混合继承性能,所以硅基光电子元件现阶段在光纤通信方面的应用较为普遍,特别是其向微纳米机电系统的深化,使其应用的空间更加广阔,在此背景下,本文以目前较为成功的几个关键硅基微纳光电子器件为例,针对硅基徽纳光电子器件展开研究,为对其更加全面的认识做出努力.     

热光Si共振腔型可调谐滤波器

报道了利用Si基键合技术和化学机械抛光工艺制作的垂直结构的Fabry-Perot可调谐滤波器,调谐机理为pn结正向注入电流引起的热光效应.调谐范围可达23nm,响应时间约为300μs,并给出了获得更快响应和更低能耗的热光和电注入可调谐滤波器件结构改进方案.     

热光Si共振腔型可调谐滤波器

报道了利用Si基键合技术和化学机械抛光工艺制作的垂直结构的Fabry- Perot可调谐滤波器,调谐机理为pn结正向注入电流引起的热光效应.调谐范围可达2 3nm,响应时间约为30 0 μs,并给出了获得更快响应和更低能耗的热光和电注入可调谐滤波器件结构改进方案.     

工艺公差对聚合物竖直耦合型微环谐振器性能的影响

本文根据波导耦合模理论,分析了工艺公差对聚合物竖直耦合型微环谐振器性能的影响。分析结果表明,工艺公差将引起谐振器传输光谱的漂移和光谱形状的改变。为了实现谐振器正常的滤波功能,我们对微环谐振器工艺公差的累积和补偿效应进行了讨论。     

基于粒子群算法的波导缝隙天线的优化设计

通过对基本粒子群算法的原理介绍及波导缝隙天线的基本原理分析,以“电流分布逼近”作为目标函数．将基本粒子群算法引入到波导缝隙天线的设计优化中,通过HFSS软件和Matlab软件相结合的仿真方法取得了比较理想的仿真结果,证明了算法引入的可行性。     

一种新型超宽带单极子缝隙天线设计与仿真

提出了一种新型超宽带单极子缝隙天线,该天线包含一个类似于单极子天线的缝隙和叉状共面波导馈电结构,蚀刻在FR4-PCB板上,尺寸为26 mm×26 mm×1.4 mm。该天线采用HFSS13.0软件进行仿真,并对天线模型参数进行优化。结果表明:该天线具有良好的阻抗匹配和方向图特性,频带宽度为2.53~19.30 GHz(S11≤–10 d B),相对带宽达到154%,满足超宽带天线要求。     

一种反射率、带宽、波长可调的微环反射腔镜

基于SOI的光学微环谐振腔具备低功耗、高集成 、高灵敏等特点而被广泛应用于光互连、光通信和光信息传输 等很多方面,本文利用耦合模理论,微环谐振理论和热光调制理论,提出了一种可以同时达 到反射率可调、带宽可调和 波长可调的微环反射腔镜,波长选择在1550 nm 附近 ,微环半径设置为10 μm,硅波导尺寸选择220 nm的条波导,波导 宽度为450 nm。利用转移矩阵方法和matlab仿真软件计算并仿真讨论 了输出光谱与耦合系数k等参数的变化关系。仿真 结果证明,该器件反射率变化为15%(在 无损耗的情况下),带宽调谐范围为0.25 nm～0.95 nm,通过在微环上加热 电极可以实现一个FSR(自由光谱范围)范围波长的调谐。该器件在高速光网络传输、光增 益谱均衡和信道选择方面有着重要应用。     

同轴线斜置缝隙振子的阻抗和辐射特性

同轴线斜置缝隙天线以其独特的辐射特性与阻抗特性，在通信和广播中得到广泛应用。文中对同轴线斜置缝隙振子的阻抗特性和辐射特性进行了全面分析，推导了等效阻抗与辐射场数学表达式，给出了例算结果。     

硅基波导光栅耦合器与波导传输损耗的研究

对硅(Si)基波导光栅耦合器的设计与耦合性能进 行了研究。采用本征模展开法对光栅耦合器进行设计与 优化,通过实验测量了光栅的耦合性能,并对均匀光栅、自聚焦光栅和反射光栅等3种光栅 耦合器的耦合 性能进行了比较,耦合效率分别达到了达到47.86、56. 36和48.98%,自聚焦光栅可以有效改善光纤到 光纤的传输效果,耦合效率提高了8.5%。通过实验测量了基于耦合光 栅技术的Si基条形波导和槽型波导的 传输损耗,结果显示,条形波导和槽型波导的传输损耗分别为2.34d B/cm和6.31dB/mm。     

嵌入式Qt中信号与槽机制的研究

Qt是一个跨平台的C＋＋GUI应用构架,它提供了丰富的窗口部件集,具有面向对象、易于扩展、真正的组件编程等特点。目前Linux上最为流行的KDE桌面环境就是建立在Qt库的基础之上。伴随着KDE的快速发展和普及,Qt逐渐成为Linux窗口平台上进行软件开发时的GUI首选,而信号与槽作为Qt的核心机制在Qt编程中有着广泛的应用,本文研究了信号与槽的通信机制、元对象工具以及在实际使用过程中应注意的一些问题。     

基于可调谐珐珀滤波器的光纤珐珀传感解调系统研究

在光纤法珀（Fabry Perot.简称F-P）传感解调系统中,获取传感器反射信号的光谱成分是一种实用的方法,论文从可调谐珐珀滤波器波长选择特性的原理出发,提出使用可调谐珐珀滤波器获取传感器反射信号的光谱,从而实现光纤珐珀传感器的腔长信息解调,并在此基础上使用DSP为控制核心搭建了该系统,实验证明了方案的可行性。