平面光波导与光纤的低损耗耦合

文章提出一种新型的波导结构,该结构通过改变波导芯在宽度和长度方向的截面形状和大小,借此来改变波导中光束的模场分布,有效地降低了波导与光纤间的耦合损耗,提高了产品性能。此外,该波导结构生产制造相对简单,易于大规模生产。     

平面光波导器件及应用分析

分析了平面光波导器件的关键技术及其应用情况．介绍了平面光波导器件的几种不同种类,包括硅基体沉积二氧化硅光波导,铌酸锂镀金属膜光波导,聚合物(Polymer)光波导等组成．利用平面光波导技术,可制造出波分复用器、解复用器、光开关、耦合器、阵列波导光栅等各种不同的集成光学器件．     

平面光波导高阶模的FD—TD法研究

以前对光波导光场的研究一般是用解析法,且局限于研究结构规则的波导器件,而对于结构不规则的波导器件解析法则无能为力.随着光波器件的发展,80年代以来,出现了各种各样结构复杂的光波导,精确求解其电磁场边值问题能给光波器件性能的优化和设计提供理论基础.由于任意光波导的复杂性,通常难以得到精确的解析解,需采用数值计算方法.时域有限差分(FD-TD)法具有直观、快捷、程序简单、节省内存和计算时间、所得数据和图像物理概念清晰等一系列优点.本课题组将这种方法引入光波导光场的计算,已经分别用标量和矢量FD-TD法分析了平面光波导基模(TE0)的模场分布情况,得到了与众多文献利用解析分析法所得结果一致的结论.(OG5)     

SiO2平面光波导的PECVD制备和膜层特性研究

研究了等离子体增强化学汽相沉积（PECVD）的光波导膜层的光学特性,论述了沉积工艺参量和退火处理对膜层性能的影响,优化工艺获得了高质量的波导膜层,成功设计制作了在1 550nm中心波长损耗低于0.1db/cm的平面光波导和阵列波导光栅（AWG）器件。     

硅基SiO2平面光波导中硼磷硅玻璃覆盖层的制备和研究

利用等离子体增强化学气相沉积方法．在SiH4／N2O反应气体中掺入PH3和B2H6制备了用于硅基SiO2平面光波导的硼磷硅玻璃覆盖层．分析了磷掺杂和硼掺杂对折射率的影响，提出了选择掺杂气体流量匹配折射率的方法．研究了退火温度和气氛对膜层性能的影响．高温退火使膜层的折射率趋于稳定，对光的吸收损耗减小；采用氧气退火可以抑制和消除氮气退火时膜层中出现的下透明的微晶粒，改善膜层质量．采用多步沉积退火方法，消除了台阶覆盖层出现的空洞和气泡，得到了台阶的覆盖性和覆盖平坦度都较好的硼磷硅玻璃膜层．     

8通道-1.6nm Si纳米线阵列波导光栅的设计与制作

设计了基于绝缘层上硅(SOI)材料的8通道Si纳米线阵列波导光栅(AWG),器件的通道间隔为1.6nm,面积为420μm×130μm。利用传输函数法模拟了器件传输谱,结果表明,器件的通道间隔为1.6nm,通道间串扰为17dB。给出了结合电子束光刻(EBL)和感应耦合等离子(ICP)刻蚀技术制备器件的详细流程。光谱测试结果分析表明,器件通道间隔为1.3～1.6nm,通道串扰为3dB,中心通道损耗为11.6dB。     

新型声光波导调制器中声波导厚度的设计理论

介绍了一种新型的声光波导调制器,针对声光波导调制器中声波导厚度的大小影响在其中传播的声表面波速度从而影响调制器的开关速度的问题,提出了一种声波导厚度设计的理论模型.在该理论模型下,用matlab软件计算了以Y切Z传LiNbO3为衬底,在其表面镀Z切X传ZnO声波导的声光波导调制器,得到了声表面波波速与声波导厚度的关系,为调制器中声波导的设计提供了依据.     

反对称模平面光波导生物传感器的研究与设计

通过数值分析的方法,证明了反对称模式结构中由于消逝波的能量更多地集中于待测层,因此它具有更高的灵敏度.为使反对称模光波导生物传感器作为微折射率计使用的实时过程中灵敏度始终保持在0.2到0.9间,在设定衬底材料折射率的前提下,得出不同设计条件下各参数之间的约束关系:1) 设计前已确定了波导材料情况下,存在最大可测量覆盖层折射率;2) 在需要的可测覆盖层折射率范围已确定情况下,存在最小的可用的波导层折射率;3) 以上两种情况下,如工作用最大的可测覆盖层折射率及波导材料都确定了,则在波导层制造中必须使其厚度满足特定的要求.     

MRTD算法的APML实现及其在光波导仿真中的应用

实现了基于Daubechies紧支集尺度函数的时域多分辨分析(MRTD)算法的各向异性理想匹配层(APML)吸收边界条件,并将其应用到平面光波导的仿真和分析中。验证结果表明,APML吸收层性能主要由其层数和计算空间步长所决定。与传统的时域有限差分(FDTD)法相比,基于高阶消失矩Daubechies尺度函数的MRTD法可以提高吸收层性能。     

基于MSP430F449的半导体激光器温控系统设计

为了改善传统的半导体激光器温度控制系统体积大、噪音大且精度有限等缺点,研制开发了一种基于MSP430F449单片机与DS18B20数字温度传感器的半导体激光器温控系统。结合PID控制算法,利用PWM脉宽调制,控制热电制冷器的驱动电流,实现对激光器的恒温控制。实验表明,该系统温控精度优于±0.1℃,能够为半导体激光器提供稳定的温度环境。     

一种大功率半导体激光器恒温控制系统的设计

介绍了利用高效、大功率H桥驱动集成块DRV592作为热电致冷器的驱动器构成大功率激光二极管恒温致冷系统的方法.该系统温度探测器利用软件实现负温度系数的热敏电阻的非线性校正(在线参数自整定模糊PID控制方法).核心控制器采用MCS-52单片机来实现对系统的精确控制,对电流的控制精度达到毫安级,温度的控制精度可达±0.1℃.     

一种厚膜混合集成结构的温度控制电路

为了实现小体积、高可靠性的温度控制,设计了一种厚膜混合集成的温度控制电路,它通过控制热电致冷器（TEC）电流的方向和大小,将激光器管芯的温度控制在一个恒定的值上,实现了稳定激光器波长、控制波长精度、提高光纤陀螺的精确度和稳定度的目的。电路采用厚膜工艺制造,全裸芯片和表面贴装元件组装,缩小了体积,提高了可靠性。经实际应用,该电路不仅安全可靠地实现了温度控制功能,而且能在恶劣的使用环境下安全工作,适合军、民两用;     

基于LonWorks技术的温度采集控制节点硬件设计

本文是以LonWorks技术开发平台开发的温度采集控制节点,主要介绍了硬件设计。文章介绍了温度采集控制节点的总体设计方案,重点介绍了控制模块和外围接口电路。     

半导体激光器的高精度温控仪

温度对半导体激光器的特性有很大的影响.在要求半导体激光器输出波长稳定的情况下,必须对其温度进行高精度的控制。本文利用高信噪比的运算放大器和普通的负温度系数温度传感器及半导体致冷器做控温元件,研制了一种用于半导体激光器温度控制的高精度温控仪,控制精度可达±0.05℃.     

320×256短波红外焦平面温控系统设计与应用

针对碲镉汞红外焦平面需要在恒定低温条件下工作的要求,设计并实现了基于热电制冷技术的红外焦平面温控系统.该温控系统具有体积小、响应速度快、可控性好及温控精度高等特点,满足设计要求.实验结果表明,该温控系统可使短波红外焦平面在195K时长期稳定工作,温控精度优于0.1℃,焦平面暗电流及噪声水平均有明显改善.     

基于高精度TEC温度控制器的可调光子微波信号产生的研究

为了获得高频可调谐光子微波信号源,设计了一种基于单片机的高精度TEC温度控制器,其控制芯片采用新华龙C8051F023单片机,通过数字温度传感器TMP112采集温度信息,由控制电路产生的脉宽调制(PWM)波驱动TEC芯片;同时设计了结构简单的单频布里渊激光器,利用TEC温度控制器控制布里渊激光器的增益介质,通过调节TEC的温度以及入射信号的波长,获得了10.837~11.076GHz的可调谐微波信号,且产生的微波信号可以进一步的展宽调谐范围。     

温度控制与温度补偿双模式的APD驱动电路设计

在车载激光雷达系统中,雪崩光电二级管(APD)检测微弱光信号时,其增益和灵敏度受温度偏移影响,导致输出信号失真,进而影响系统测距精度、实时性与稳定性。设计了这一种带有温度控制与温度补偿功能的APD驱动电路。温度控制模块由TEC制冷器、TMP117温度传感器等器件组成。温度补偿模块采用DS1841芯片。此设计以温控为主,温补为辅。由于TEC具有热惯性,温控模式不能立刻使温度达到设定的目标值,此时温补模式将被触发,自动补偿合适的APD偏压,达到温补目的。实验测试表明,温控模式的控制精度为±0.3℃,温补模式的偏压相对误差小于0.5%,系统的测量精度与稳定性显著提高。     

384×288非制冷红外焦平面阵列驱动电路的设计

在分析了法国ULIS公司的384×288元的长波红外非制冷微测辐射热计UL03191结构、性能及工作参数的基础上,针对该探测器数字与模拟两种输出模式设计了基于CPLD驱动电路。通过使用所设计电路采集黑体辐射的光信号转换成12位灰度图像来测试电路工作性能、成像质量和噪声特点,比较两种模式的测试结果,得出采用数字输出模式设计的电路具有体积小、功耗低及成像噪声小等特点。同时,设计了基于ADN8830单芯片热电制冷器控制器的温度控制系统,该系统设置电压由CPLD控制,可实现焦平面阵列根据环境温度变化采用不同工作温度点工作,从而较好的改善探测器工作性能和成像质量,降低探测器功耗。