基于单通带微波光子滤波的多倍频微波信号产生

理论分析和实验验证了一种多倍频微波信号的光学产生方法。基于大信号相位调制和单模光纤的色散效应产生多个多倍频谐波,通过引入一个中心频率连续可调的单通带微波光子滤波器,实现了对单个倍频微波信号的提取。调节宽带光源的谱分割间隔可实现倍频微波信号调谐输出。在理论分析的基础上搭建了实验系统,利用5GHz低频驱动信号得到了10GHz和15GHz的微波信号,其10dB线宽为几十赫兹,功率波动为1dB～2dB。     

两种亚波长金属波片的透射特性对比

综合等效介质理论和表面等离子激元(SPP)Bloch模型,对比分析了两种新的亚波长光栅结构:二维矩形金属光栅和二维椭圆柱金属光栅。利用时域有限差分(FDTD)算法,对比分析了两种结构的透射率及其相位延迟与入射光波长及偏振角变化的关系,尤其两种结构实现λ/4波片功能所对应的透射特性。仿真结果表明,当入射光偏振角为75°时,两种结构均可实现λ/4波片功能,此时二维矩形和椭圆柱金属光栅的透射率分别为0.77和0.67,表明二维矩形金属光栅比椭圆柱光栅具有更好的透射效果。对应550～800nm的入射波长,两种光栅在各自允许的入射偏振角范围内均表现了较为平坦的宽带透射特性。     

高效液相色谱-串联质谱法同时测定辣椒粉及辣椒油中的7种罗丹明染料

建立了辣椒粉及辣椒油中7种罗丹明染料的高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)测定方法。样品经正己烷或甲醇-水(体积比为1:1)溶液提取后,经固相萃取(SPE)柱净化,采用SB-C18柱分离,以乙腈和水(含体积分数为0.1%的甲酸)为流动相进行梯度洗脱,采用正离子模式质谱检测,在多反应监测(MRM)模式下进行定性定量测定。7种罗丹明类染料在0.0005～1.0 mg/L质量浓度范围内线性关系良好,相关系数(r2)均大于0.997;方法的检出限分别为0.21～51 μg/kg(辣椒粉)和0.19～25 μg/kg(辣椒油);方法的回收率为85.0%～106.0%,日内及日间相对标准偏差均小于20%。该方法简单、灵敏度高、分析时间短,适用于辣椒粉和辣椒油中7种罗丹明染料的同时测定。     

Polarization switching and synchronization of mutually coupled vertical-cavity surface-emitting semiconductor lasers

Polarization switching (PS) dynamics and synchronization performances of two mutually coupled vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) are studied theoretically in this paper. A group of dimensionless rate equations is derived to describe our model. While analysing the PS characteristics, we focus on the effects of coupling rate and frequency detuning regarding different mutual injection types. The results indicate that the x-mode injection defers the occurrence of PS, while the y-mode injection leads the PS to occur at a lower current. Strong enough polarization-selective injection can suppress the PS. Moreover, if frequency detuning is considered, the effects of polarization-selective mutual injection will be weakened. To evaluate the synchronization performance, the correlation coefficients and output dynamics of VCSELs with both pure mode and mixed mode polarizations are given. It is found that performance of complete synchronization is sensitive to the frequency mismatch but it is little affected by mixed mode polarizations, which is opposite to the case of injection-locking synchronization.     

双包层光纤激光器的受激拉曼散射与热应力

 建立了高功率掺镱双包层光纤激光器的速率方程模型与热应力模型,对影响受激拉曼散射效应和热应力效应的关键参数（如纤芯半径、光纤长度、泵浦波长、泵浦方式）进行了数值模拟。结果表明:对于较小的纤芯半径,光纤内的斯托克斯光功率较大且增长迅速,因此增加纤芯半径能有效减弱受激拉曼散射效应;减小光纤长度能提高受激拉曼散射的阈值,而纤芯的热应力也增大,因此在不出现热应力引起光纤断裂的情况下,可以减小光纤长度以提高输出功率;采用976 nm波段泵浦源能提高输出功率,降低热应力的影响;两端均匀泵浦方式可以有效降低纤芯热应力,同时维持高功率输出。     

两种调制方式下主从激光器同步性能的理论研究

 以单周期信号为例,数值模拟并讨论了注入频率和注入光场波动强度对主从式半导体激光器同步性能的影响。分别通过直接调制和外部调制两种方式获得单周期信号,并采用改进的参数——相似指数评价系统的同步性能。研究结果表明：当注入强度足够大时,系统实现注入锁定同步,外部调制的相似指数大于内部调制;注入强度恒定时,同步品质几乎不受调制指数的影响,而受调制频率的影响;由于内部、外部调制引起主激光器的输出反相,两种调制方式下同步品质随调制频率的变化趋势也相反。     

线性光放大器的宽带自发辐射噪声分析

建立含有垂直光场(VCL)的线性光放大器(LOAs)稳态仿真模型,考虑了宽带噪声特性、端面反射和纵向空间烧孔效应。计算了在不同输入信号功率和垂直腔分布布喇格反射器(DBR)反射率下总的输出ASE噪声功率、噪声系数(NF)、前向和后向传输的ASE噪声光子速率和噪声谱分布的变化。结果表明,与传统光放大器(SOAs)相比,在增益非饱和区,LOA有很好的噪声钳制作用,ASE噪声几乎不随信号功率的改变而变化。在增益饱和区,破坏了VCL的钳制作用,NF有所上升,但上升的速率小于SOA。提高DBR反射率,总的输出ASE噪声功率减小,但NF有所增大。     

Theoretical study on controlling nonlinear behaviors of a coupled-cavity VCSEL by external optical injection

A master-slave configuration used to control the nonlinear behaviors arising in a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) with strong external optical feedback is established. In terms of bifurcation diagram, time and frequency domain, the influence of the continuous optical injection from the master VCSEL on the nonlinear characteristics of the slave is investigated theoretically. For relatively weak injection, the slave still keeps its intrinsic nonlinear state. With increasing the injection strength, these nonlinear behaviors evolve to periodic fluctuation, and at last are replaced by the steady-state (e.g. the critical injection parameter for steady-state is 1.2 when external cavity's reflectivity and length are 4% and 4 cm, respectively). During this evolution the bifurcation-contraction phenomena are also observed.     

环形谐振腔中结构特征参数的优化设计

利用光纤环形腔半导体激光器(FRSLs)模型,同时考虑到增益介质端面剩余反射率、系统光路的耦合效率和耦合分光比的影响,对FRSLs速率方程进行理论计算,提出优化结构特征参数,调控环形腔损耗、阈值、外量子效率和输出功率的方案。给出了剩余反射率对最大腔增益和增益稳定度的制约关系。此外,从实验上证实阈值电流与分光比倒数的对数满足线性关系。理论分析结果较好地预测了器件的性能。     

微波光子集成及前沿展望（特邀）

微波光子学是一门融合了微波技术和光子技术的交叉学科,是研究光波和微波在媒质中的相互作用以及在光频域实现微波信号的产生、处理、传输及接收的微波光波融合系统。由于现有的微波光子系统大多由分立器件组成,在体积、功耗、稳定性、成本等方面仍有待提升,因此集成化是微波光子技术发展的必然趋势。文中探讨了微波光子集成技术面临的主要科学与技术问题,总结了该技术的发展现状和前沿研究进展,并对其未来发展前景进行了展望。