量子光力系统中激光额外噪声的高效抑制（英文）

采用级联非平衡马赫-曾德光纤干涉仪来降低激光额外噪声,并实验证明了其可行性及激光噪声抑制效果.当光纤干涉仪两臂长度差为127m时,通过自制的自动相位锁定装置,可以长时间稳定地将干涉仪两臂的相对相位锁定在零相位,此时激光光场在800kHz及其整数倍频率处的额外噪声得到高效地抑制,降低幅度可达45dB以上.调节干涉仪的两臂差,可以改变噪声过滤的频段.基于该方法的噪声抑制装置结构紧凑、成本低,可应用于量子光力系统中散粒噪声极限光场的获得.     

基于绝缘体上硅的一种改进的Mach-Zehnder声光调制器

传统的基于绝缘体上硅的Mach-Zehnder(MZ)声光调制器中,叉指换能器位于两臂的同一侧.为实现高的调制效率,声表面波的波峰和波谷分别调制MZ干涉仪的两臂,这要求控制MZ干涉仪两臂之间的距离为奇数倍声波半波长.但实际上由于传播过程中衬底材料的变化,声波波长会变大,这会导致两臂的间距难以准确设置.另一方面,声波在传播过程中经过MZ干涉仪的一臂后会发生衰减,降低了对另一臂的调制效果,影响了整体的调制效率.本文针对这些问题给出了一种解决方案,把叉指换能器放在MZ波导两臂之间,确保MZ干涉仪两臂到叉指电极中心距离相等.采用有限元法,首先对新提出的结构进行分析,然后通过声光互作用原理得到了材料的折射率变化;进而研究了波导类型、波导宽度、氧化锌厚度及叉指对数等因素对声光调制效率的影响,并对声光调制器的结构参数进行了优化以提高其性能.基于COMSOL Multiphysics的仿真结果表明,当条波导宽度为6μm,氧化锌只覆盖有叉指电极的部分且厚度为2.2μm,控制叉指电极数目为50对时,波导有效折射率变化在驱动电压为1 V时可以达到4.08×10~(-4),比传统结构提高了12%.     

动量矩守恆演示仪

演示动量矩守恆定律,一般可用下列方法进行:两手握有哑铃的表演者,坐在可以转动的椅子上,先使两臂伸平,以一定初角速让人和转椅共同转动,然后放下两臂,转速立即增加,如果再将两臂伸举,转速又会減少。这个演示比较生动,能收到一定教学效果。但它仍有一些不足之处:(一)转椅笨重,搬进教室不大方便;(二)角速度增加时,表演者容易头晕;(三)当哑铃放下时,如果它们的水平位置有显著改变,学生就容易把机械能转换的问题混在一起。为了避免这些缺点,我们另外制作了一架结构简单,操作方便的动量矩守恆演示仪,经过使     

掺铒光纤非线性耦合器的实验研究

提出一种耦合参量可用光调控的掺铒光纤非线性耦合器.用熔融拉锥法熔合两根掺铒光纤,拉制成工作波长为155nm的3dB掺铒光纤耦合器.通过调变输入耦合器一臂的980nm泵浦光功率,可以改变两臂的传播常量差,从而改变耦合器两臂信号光的相对输出功率.通过测量输入泵浦光功率和两臂信号光输出功率,得到直通臂耦合比依赖于泵浦光功率的实验曲线.实验研究表明,当泵浦光功率从0 mW变化至20 mW时,耦合比的变化可达到40％.与理论模拟的结果一致.     

物理光学 光的偏振与色散

O436.32006010053偏振分光镜传输系数不等对非线性误差的影响=Nonlin-earity from difference between transmission coefficients ofPBSin laser heterodyne interferometer[刊,中]/钟志(哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所.黑龙江,哈尔滨(150001)),谭久彬…∥光电工程.—2005,32(9).—27-30为了减小激光外差干涉非线性误差,必须考虑偏振分光镜透过率和反射率不等对非线性误差的影响。通过分析两臂透过率与反射率不等对测量信号的影响,推导出两臂反射率与透过率不等对激光外差干涉非线性误差一次谐波和二次谐波影响的理论模型。仿真…     

基于SOI非对称马赫曾德尔结构的集成矢量和微波光子移相器

设计和分析了一种基于SOI（绝缘体上的硅）脊型波导非对称马赫曾德尔结构的集成矢量和微波光子移相器。对于10 GHz的微波信号,设定非对称两臂的长度差为3 983μm时,其相应的时间延迟约为47 ps。分别在两臂上集成了一个热光可调谐可变光衰减器用于光学调谐,当衰减单元的折射率在0～6×10-3变化时,实现了10 GHz微波信号在0～180°的相位调谐。该器件尺寸小、结构紧凑,易于实现片上集成,在光控相控阵雷达中很有应用前景。     

基于SOI非对称马赫曾德尔结构的集成矢量和微波光子移相器(英文)

设计和分析了一种基于SOI(绝缘体上的硅)脊型波导非对称马赫曾德尔结构的集成矢量和微波光子移相器。对于10 GHz的微波信号,设定非对称两臂的长度差为3 983μm时,其相应的时间延迟约为47 ps。分别在两臂上集成了一个热光可调谐可变光衰减器用于光学调谐,当衰减单元的折射率在0～6×10-3变化时,实现了10 GHz微波信号在0～180°的相位调谐。该器件尺寸小、结构紧凑,易于实现片上集成,在光控相控阵雷达中很有应用前景。     

空间外差光谱仪干涉仪组件的容差分析

利用空间外差光谱仪理论模型对由两臂分束器、光楔隔片、光楔、光栅隔片及光栅组成的十胶合干涉仪组件各元件容差进行模拟,采用非序列仿真获取干涉图,经傅里叶变换后得到仪器入射光谱曲线,分析干涉仪组件中元件容差对系统性能指标产生的影响,指出了空间外差干涉仪各元件的加工和胶合容差。各元件的角度容差、中心厚度容差、光栅刻线密度、光栅刻线方向转角容差以及光谱仪两臂的一致性都会对系统性能指标产生影响。同时,根据上述容差约束制造的空间外差光谱仪样机经定标获取的系统性能指标与其理论设计一致性很好,满足系统的容差范围。     

两臂式静电场测试笔

利用导电微晶静电场描绘仪模拟静电场分布时,先利用单臂测试探针找到等势点,然后通过数条纹格数的方法确定该等势点的位置,该方法导致实验效率低和测量精度低.为解决这个问题,根据圆规的工作原理,研制了两臂式静电场测试笔.该测试笔一臂为测量臂,另一臂为定位臂.试验时,利用测量臂测出等势点的位置,再利用两臂之间的距离确定等势点的位置,最后利用圆规式定位法确定该等势点在坐标纸上的位置.该测试笔不仅能极大地提高测量精度和实验效率,而且还具有适用范围广、试验成本低和制造成本低的优点.     

用迈克耳逊干涉仪观察多种不同形式空气劈尖形成的牛顿环

本通过将迈克耳逊干涉仪两臂上的平面镜分别用凹面镜和凸面镜代换,可观察不同形式的空气劈尖形成的牛顿环,对动镜移动时干涉条纹的变化规律作了观察、分析和讨论,此改进后的装置可用于测量曲面镜曲率半径和比较两曲面镜曲率半径的大小。     

不完善探测对强度差压缩度及光学测量精度的影响

文章讨论了探测系统的传输损耗与非理想探测器对量子相关一光束强度差压缩度和低于散离噪声极限光学测量精度的影响，特别推导出两臂不平衡下探测效率的数学表达式，并结合实验参量了数值计算，理论分析五实验结果基本一致。     

光纤干涉仪中用于消除偏振衰落的平衡检测技术

针对单模光纤干涉仪两臂中光的偏振态受环境变化引起的信号衰落,提出了一种新的消偏振衰落方案.该方案基于单臂光纤干涉仪,通过对干涉仪的信号采用双路光电检测法,经过高通滤波器、平方器,将两路信号相加后,实现了干涉仪信号无偏振衰落输出.其实验结果与理论分析一致.     

调制损耗对硅基MZI结构光调制器非线性特性的影响

针对基于马赫-曾德干涉仪结构的硅基光调制器中非线性电光响应的问题,采用包含PN结非线性调制损耗和非线性折射率变化的模型,通过数值仿真方法,研究了上下两臂对称和不对称两种情况下,调制损耗对硅基光调制器非线性的影响.对比考虑调制损耗和忽略调制损耗的模型,发现在常规大信号情况下,当光调制器偏置相位为0时,调制损耗使得三次谐波增强,四次谐波减弱;当光调制器偏置相位为π/2时,调制损耗使得二次和四次谐波增强;而在小信号情况下,三次和四次等高次谐波不明显,在光调制器偏置相位为0时,调制损耗在光调制器上下两臂不对称情况下增加了基频分量串扰;在光调制器偏置相位为π/2时,调制损耗的影响主要表现为增加了二次谐波分量.     

光热正弦相位调制干涉仪中相位的抗干扰测量

在正弦相位调制半导体激光干涉仪中,半导体激光波长随注入电流和温度漂移而产生相位测量误差,同时干涉仪的机械振动和干涉仪两臂中的空气扰动也会引入相位误差,在已有光热正弦相位调制干涉仪中引入反馈机制,有效地降低了上述误差,增强了干涉仪的抗干扰能力,使用此干涉仪测量了物体的位移,测量结果表明这种方法可以有效地提高相位的测量精度。     

电阻箱电阻值的有效数字

在实验中,常将电阻箱作为标准电阻使用,如何确定电阻箱电阻值的有效数字,将对实验结果的有效数字产生影响。例如,用线式电桥测电阻时,要用公式:R_x=(L_1/L_2)R_0如果式中滑线两臂长度 L_1和 L_2的有效数字位数多于电阻箱电阻 R_0的有效数字位数,待测电阻 R_x 的有效数字位数则决定于R_0的有效数字位数。可见,正确确定电阻     

改型萨尼亚克成像干涉仪的光通量

根据菲涅耳公式,通过计算超广角萨尼亚克干涉仪各面的反射、透射系数,得出干涉仪的透射率、出射立体角,最后推导出光通量的具体表达式。代入改型萨尼亚克干涉仪两臂玻璃ZBaF17和QF14尺寸和折射率等参量,得出超广角萨尼亚克干涉仪的出射光强是入射光强的0.4397倍,立体角为1.7316×10-4sr,AΩ=0.4×10-4cm2.sr。     

用直角棱镜校正迈克尔逊干涉仪的分光板

在观察迈克尔逊干涉仪产生的干涉图样的时候 ,有时会发现干涉图样是椭圆形干涉环 ,而不是圆形干涉环 ,这是因为干涉仪分光板的方位已经不是原来的“与两臂轴各成 45°角”的方位了 ,必须校正分光板才能使干涉仪产生正常的同心圆形干涉环。在普通物理实验室的条件下 ,用直角棱镜可以帮助校正分光板的方位。     

全光纤反射式马赫曾德尔干涉型多波长滤波器的研究

对反射式的马赫－曾德尔干涉型多波长滤波器的性能作了较详细的研究，得出了两个耦合器的分光比和两臂的臂长差对其输出谱线的影响，结论对设计制作不同性能指标的该型多波长滤波器具有重要的参考价值。实验上用光纤熔融拉锥法制作了该种器件，实验结果与理论相符合。     

偏振态调制的偏振无关干涉型光纤传感器

针对低双折射光纤双束干涉型传感器的两臂偏振态随机变化引起的信号衰落提出了一种新型的光纤传感器结构。通过在双束干涉仪的一臂中加入适当的对光波偏振太的高尖三角波或正弦波调制的偏振制，可以在干涉中见度略有降低的情况下消除偏振衰落的影响，实现偏振无关的干涉型光纤传感器。     

温度和振动对光纤马赫-曾德干涉仪的影响与动态补偿研究

环境温度变化和振动会引起光纤马赫-曾德干涉仪两臂相差随机性变化,致使干涉仪输出不稳定.本文研究了自然条件下外界温度和振动对基于3×3耦合器干涉仪的影响,分析结果表明,温度和振动所引起的干扰主要集中于100Hz以下的低频成分中.为了消除这些干扰,设计了单臂补偿的反馈回路以稳定输出信号,并提出了一种利用象限判决方法来区分反馈正负性的动态补偿方法.实验中利用3×3耦合器3个输出端中其中2个进行光电变换、差分放大等反馈电路后驱动管状压电陶瓷,使缠绕在其上的光纤伸缩,动态补偿干涉仪相差的漂移,稳定干涉仪输出即3×3耦合器第三输出端口的信号.针对自然环境下温度和振动引起的干扰,本文研制了一种稳定的动态补偿装置,能有效抑制160Hz以下的低频干扰,实时补偿干涉仪两臂的相差漂移,干涉仪输出稳定的干涉信号,波动幅度小于5.64%.