一种分辨力达纳弧度量级的角位移传感新方法

提出了一种测量微小角位移的新方法,该法基于一种金属包覆波导结构,通过棱镜耦合激发空气导波层中的超高阶导模作为灵敏探针。当被测部件发生微小偏转时,空气层厚度和导模的有效折射率也因此改变,从而引起耦合光束的反射光强急剧变动,其变动幅度与部件的角位移量近似成正比关系。对传感的灵敏度进行了数值分析,结果表明导模的有效折射率是影响灵敏度的重要参量。采用一种类似悬臂梁的结构产生可控微小角位移,并以此对平均灵敏度进行了测算,得到的结果与理论预测值符合得较好(相对误差约为3%)。理论和实验结果表明,只要部件的偏转半径达到厘米量级,就可以实现分辨力达10-9rad数量级的角位移传感。     

基于古斯-汉欣位移效应的波长传感研究

利用双面金属包覆波导在导模共振激发时对古斯-汉欣位移具有极大的增强效应来实现激光波长微小变化的监测.双面金属包覆波导由上层金膜、导波层和下层金膜组成.当导波层厚度为亚毫米尺度时,应用自由空间耦合技术使入射的激光以小角度入射,在满足相位匹配的条件下激发超高阶导模.理论研究表明,当波导的辐射损耗等于本征损耗时,反射光的侧向...     

基于古斯-汉欣位移效应的波长传感研究

利用双面金属包覆波导在导模共振激发时对古斯-汉欣位移具有极大的增强效应来实现激光波长微小变化的监测.双面金属包覆波导由上层金膜、导波层和下层金膜组成.当导波层厚度为亚毫米尺度时,应用自由空间耦合技术使入射的激光以小角度入射,在满足相位匹配的条件下激发超高阶导模.理论研究表明,当波导的辐射损耗等于本征损耗时,反射光的侧向位移可达到数百微米,并且此时激发的超高阶导模对波长具有极强的色散能力.通过测量反射光的侧向位移可实现对激光波长变化的实时探测,且具有很高的灵敏度.同时,实验中探测信号只与光束位置相关,可有效避免因光源输出光强的波动带来的干扰.实验测量结果表明对激光波长在859nm附近的分辨率可达到0.2 pm.     

小球藻溶液浓度与吸收系数的同时测量

为得到高准确度的小球藻浓度,利用空芯金属包覆波导作为测量腔对小球藻进行测量.利用自由空间耦合技术激发含有小球藻溶液的空芯金属包覆波导中超高阶导模,通过检测超高阶导模的衰减全反射吸收峰位置和反射极小值Rmin的变化,实现了小球藻溶液浓度和吸收系数的同时测量.该方法不仅可检测10-9 mol量级的小球藻浓度,而且具有测量成本低、操作方便等优点.     

确定介质波导导模折射率的一种新方法

介绍一种确定平面介质波导导模折射率的新法，它是Ｒｕｓｃｈｉｎ－Ｌｉｔ计模法的推广，与计模法有关的半相位移关系得到完善，本文还给出新法在几种有代表性波导中的应用和计算结果。     

基于亚毫米尺度金属包覆波导的脉冲展宽

利用自由空间耦合技术,用超短脉冲激发亚毫米尺度对称金属包覆波导中的超高阶导模,提出一种脉冲展宽的新方法。由于超高阶导模的强色散性质,经过短距离的传输,即可使脉冲宽度迅速展宽。理论分析表明,1 ps的光脉冲在光波导中传输毫米量级距离后,脉冲展宽因子可达到1000倍。     

双面金属包覆介质波导模序数的判别方法

在双面金属包覆介质波导中 ,随着介质层厚度的变化 ,会出现TM0 模与TM1 模的分离和简并两种状态 ,从而影响衰减全反射 (ATR)谱中模序数的确认。通过对金属波导的理论分析和实验研究 ,提出了三种模序数确认方法 :本征角计算法、吸收峰全峰半宽比较法和吸收峰峰间距比较法 ,实现了两种状态下对模序数的准确判断     

共振波长对导模共振生物传感器灵敏度的影响

导模共振生物传感器由于具有微型化、免标签、高通量和实时检测等优势被广泛研究。利用严格耦合波理论分析了该生物传感器对样品折射率和厚度的灵敏度随共振波长的变化规律。当样品厚度和共振波长一定时,其折射率灵敏度恒定;随着共振波长的增大,折射率灵敏度显著提高。当样品折射率和共振波长一定时,厚度灵敏度随着厚度的增加而降低,最后趋近于0;当共振波长增加时,厚度灵敏度明显提高,厚度测量范围增大。结果表明:选取较长的共振波长有利于样品的检测和分析。     

测量单模波导参数的新方法:导模和漏模的双偏振测量

本文提出测量单模波导参数的新方法.用棱镜耦合器测量两种偏振基导模和基漏模的模折射率,并由相应的四个模方程确定单模波导参数.其测量精度优于纯导模测量.用这种方法测量了单模玻璃波导参数,并对误差来源作了理论分析.     

亚波长金属波导的光传播和干涉特性研究

利用时域有限差分方法研究了亚波长金属波导TE波的传播特性和基于异常透射现象的干涉特性.对各种参量对驻波特性的影响及两列波导间的耦合特性进行了分析.研究发现,TE波在波导中传播时存在截止宽度,如果波导宽度小于截止宽度,TE波在波导中不能传播;如果波导宽度大于截止宽度,TE波的传播距离将随波导宽度变大而突然增加.当波导宽度达到或大于半波长时,TE波可以在波导中正常传播.金属波导的截止宽度与金属的吸收系数成正比.此外,由于光在亚波长金属波导透射时的异常透射现象,在亚波长金属波导中产生了TE波的干涉现象,能形成驻波.     

双面金属铝包覆介质波导测量介质厚度和折射率

利用双面金属铝包覆波导的测量方法,测量了硅片的厚度和折射率。这种方法利用双面金属铝包覆波导的超高阶模的偏振不灵敏和对金属层要求较低的特点,降低了对仪器的要求和测量的成本。同时,由于应用高灵敏的超高阶导模为探针,测量精度较高,结果显示测量精度在1%以内。     

混合谐振模式宽带长波红外超表面吸收器研究

为了满足红外探测器件集成化和对红外宽光谱范围吸收的需求,设计了一种工作在长波红外波段(8~14μm)的超宽带、高吸收、极化不敏感的超材料吸收器。通过在金属-介质-金属三层异质的超材料吸收器结构的顶部金属周围镶嵌一层介质形成超表面,以增加谐振强度和吸收带宽。在8~13.6μm的带宽范围内,该结构有超过90%的平均吸收率,覆盖了大部分长波红外大气窗口波段,对红外探测领域有着重要意义。研究结果表明:镶嵌的金属-介质组成的介质波导模式和谐振腔模式的结合以及传播型表面等离激元模式的激发是形成宽带高吸收的主要原因,并且谐振模式的谐振波长可以通过相关参数来进行调控。本文的研究结果为可调谐宽带长波红外吸收材料的设计提供参考,该设计方法可推广到中波红外波段、甚至长波红外或其它波段。     

波导管中微波波长测量方法的研究

基于微波测量线中驻波分布公式,采用测量驻波强度沿着 x轴分布的数据,拟合得到了波导管中微波的波长,不仅误差得到减小,而且可以绕过驻波比测量,用拟合参量计算微波反射率。     

监测点波长对高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度的影响

研究了高双折射光纤环镜监测点波长对轴向应变灵敏度的影响. 经理论推导得出高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度公式. 结果表明: 当高双折射光纤材料选定后, 灵敏度随着监测点波长的增大而增大; 当监测点选定后, 监测点的灵敏度为常数, 波长变化与应变成线性关系. 实验选取不同波长的波峰进行应变灵敏度监测, 对各监测点进行数据拟合, 实验结果与理论分析一致. 研究结果对提高高双折射光纤环镜应变、温度等灵敏度具有指导意义. 关键词： 波长 灵敏度 监测点 高双折射光纤环镜     

A dual-channel wavelength multiplexer / demultiplexer based on the restricted-resonance self-imaging effect

The authors propose a high-performance 980 / 1550-nm wavelength multiplexer / demultiplexer based on the restricted-resonance self-imaging effect in a buried-type waveguide system. The device functions either as a multiplexer or a demultiplexer, depending upon the direction of light propagation. Using the modal propagation analysis (MPA), characteristics of the device are investigated. We carried out the design of the device and showed that the device performance can be optimized by appreciate selection of the coupler width. A demultiplexer with an insertion loss of 0.4 dB and contrast of 25.5 dB at wavelength 1550 nm and 32 dB at 980 nm is demonstrated.     

Tunable wavelength filters using polymer long-period waveguide gratings based on metal-cladding directly defined technique

In this work, long-period waveguide grating-based tunable wavelength filters using organic–inorganic grafting poly(methyl methacrylate)(PMMA) materials are designed and fabricated by metal-cladding directly defined technique.The thermal stabilities and optical properties of the organic–inorganic grafting PMMA core materials are analyzed. Structures and performance parameters of the waveguide gratings and self-electrode heaters are designed and simulated. The contrast of the filter is about 15 d B and the resonant wavelength can be tuned by different electric powers applied to the metal-cladding self-electrode heaters. The temperature sensitivity is 3.5 nm/℃ and the switching time is about 1 ms. The technique is very suitable for realizing the optoelectronic integrated wavelength-division-multiplexing systems.     

基于双通构型的和频、差频可变波长路由方案及其应用

提出了双通构型的基于“和频”和“差频”级联二阶非线性效应的可变波长路由方案,通过调节两个抽运源的频率,可以从一个WDM(wavelength division multiplexing)链路中取出任意一个信道,然后将其转换为任意一个波长并插入到另一个WDM链路中去.实现了可调谐波长转换和光波长路由的结合.通过小信号分析,给出了相位匹配情况下,输入信号光在波导中功率变化的表达式和输出转换光功率变化的表达式,并给出了提高系统效率的对两个抽运光功率的优化方案.数值计算表明,只要信道间隔大于02nm(25GHz 关键词： 光波长路由 光波长转换 光交换 PPLN