基于3×3平行排列耦合器的全光光开关的特性分析

提出了一种新型的基于3×3平行排列耦合器的全光光开关。此种光开关具有两个独立的输出端口且具有极好的偏振稳定性,消光比可达20dB。介绍了其工作原理,详细分析了信号光强度、控制光强度、光纤长度及耦合器分光比偏差等因素对各端口消光比的影响。比较了不同种类和长度光纤环的开关性能,首次得到了耦合器分光比偏差对消光比的影响曲线。     

基于半导体光放大器的干涉型器件中噪声特性的分析

分析了基于半导体光放大器(SOA)的干涉仪分别处于“开”、“关”两种工作状态时的输出信噪比及噪声指数,发现当干涉仪处于“开”态时输出信噪比有所恶化,并导出了附加噪声因子的表达式。实验结果进一步证明了理论分析的正确性。     

模拟信号在SOA中的交叉相位调制特性研究

为了研究模拟光信号在半导体光放大器中的交叉相位调制特性,以正弦波和三角波两种模拟光信号为例,采用数值计算的方法,详细分析了交叉相位调制过程中模拟信号的增益、非线性相移差和啁啾。结果表明,当信号光和控制光之间采用帧同步方式时,信号光脉冲各点的增益及增益差出现波动,非线性相移差将围绕理想值π出现不同程度的偏离;采用比特同步方式可使信号光脉冲各点非线性相移差均衡,此时所需的控制光脉冲和信号光脉冲波形类似。     

定制电解液或隔膜实现锂离子各向异性输运从而抑制枝晶生长：相场模拟研究

电池内部不可控的枝晶生长问题严重地影响着电池的循环性能和安全性能,这对于锂金属电池的实际应用是一个严峻的挑战。尽管已有较多的实验和理论研究工作聚焦于电极间锂离子各向异性输运特性对枝晶形貌的影响,但仍有一些开放性的问题有待进一步研究,例如,如何将枝晶生长的动态演变与电解液性质、电势分布或隔膜多孔结构诱导的锂离子各向异性输运关联起来。我们通过将锂离子在电解液中的扩散系数(DL)表示为二阶张量的形式并进行相场模拟,发现D_yy:D_xx比值的增加,以及电势诱导的电极/电解液界面锂离子快速扩散层均可以降低界面处锂离子浓度梯度和电势梯度,从而减弱枝晶生长的驱动力。我们还发现隔膜基体与y方向之间夹角的增大也会显著促进电解质中的锂离子各向异性输运特性,以利于抑制枝晶生长。籍此本文提出设计D_yy:D_xx=10:1的电解液和基体倾斜角为arctan (0.5)的隔膜用于锂金属电池。该相场研究有望为设计具有抑制枝晶能力的电解质或隔膜提供指导。     

光域存储技术及其应用最新研究进展(本期优秀论文)

光域存储能够为光信号提供光域内的存储而不需经过光-电-光的变换,光域存储技术及基于光域存储的各种全光处理器件成为研究的热点.对准光存储、利用光波导介质和色散介质实现的光域存储技术近两年的最新发展及应用做了论述.     

基于半导体光放大器的干涉型器件中不协调性的分析

分析了SOA线宽增强因子α及交叉增益调制对干涉仪输出功率的影响,指出在SOA中由于交叉增益调制和交叉相位调制并存,干涉仪的两臂输出不能同时达到极大和极小值,存在一定的不协调性;干涉仪最佳工作点不是唯一的,而是存在一个和α一一对应的工作区间.文中对干涉仪的不协调程度、工作区间及消光比进行了详细分析,发现随着α的增加,干涉仪的不协调程度降低、工作区间范围缩小且干涉消光比提高;在和α对应的同一工作区间内,消光比随工作点的后移呈增加趋势.实验结果进一步证明了理论分析的正确性.     

环路型全光缓存器中噪声及动态增益的研究

针对基于半导体光放大器（SOA）的环路型全光缓存器的环路噪声累积问题，提出了用于分析噪声及输出信噪比的通用简化模型。从理论上给出了此类全光缓存器信噪比随缓存圈数变化的关系表达式，并且分析了在噪声影响下环路的动态增益特性。将连续光（CW）基座引入全光缓存器，其输出信噪比得到显著改善。和理论计算相一致的实验结果验证了该模型的正确性。     

基于半导体光放大器的环路型全光缓存器中功率均衡的新方法

全光缓存器能够在光域内对数据包进行存储而不需经过光电光的变换,成为全光网的重要组成部分,其性能的优劣将直接影响到网络的丢包率等。但在半导体光放大器中交叉增益调制和交叉相位调制效应并存,导致基于半导体光放大器的环路型全光缓存器中缓存后输出的数据包与未缓存数据包的输出功率间存在不均衡,使得网络误码率增加。在详细分析全光缓存器工作原理的基础上,利用半导体光放大器中交叉增益调制和交叉相位调制并存的现象,巧妙地提出了将控制脉冲反相并配合电可调衰减器的新方法。该方法简单易行,有效解决了此类全光缓存器中数据包输出功率不均衡的难题,缓存器性能得到了极大改善。此方法适用于所有基于半导体光放大器的环路型全光缓存器。     

聚吡咯/硝酸活化碳气凝胶纳米复合材料的制备表征及其在超级电容器中的应用

通过化学氧化聚合法制备出不同比例的聚吡咯(PPY)/硝酸活化碳气凝胶(HCA)复合材料。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征材料的成分和形貌,结果表明,通过硝酸活化及与聚吡咯的复合,并未破坏碳气凝胶的多孔形貌,硝酸活化碳气凝胶及聚吡咯/硝酸活化碳气凝胶都仍然保持着原碳气凝胶的三维纳米多孔结构。采用对照实验的方法,设计并合成五组不同配比的复合材料,聚吡咯与硝酸活化碳气凝胶的质量比例分别为3:1、2:1、1:1、1:2、1:3,通过循环伏安法,恒流充放电,交流阻抗及循环性测试等考察材料的电化学性能。结果证明,当聚吡咯与硝酸活化碳气凝胶比例为1:1时,复合材料显示出最优电化学性能:比电容高达336 F·g^-1,是纯碳气凝胶(103 F·g^-1)的三倍有余,除此还显示出卓越的导电性与循环稳定性, 2000次循环后仍保持初始电容的91%,具备优良的超级电容器电极材料性能。因此聚吡咯/硝酸活化碳气凝胶复合纳米材料是超级电容器的理想电极材料。     

基于半导体光放大器的干涉型器件中不协调性的分析

分析了SOA线宽增强因子α及交叉增益调制对干涉仪输出功率的影响,指出在SOA中由于交叉增益调制和交叉相位调制并存,干涉仪的两臂输出不能同时达到极大和极小值,存在一定的不协调性;干涉仪最佳工作点不是唯一的,而是存在一个和α一一对应的工作区间.文中对干涉仪的不协调程度、工作区间及消光比进行了详细分析,发现随着α的增加,干涉仪的不协调程度降低、工作区间范围缩小且干涉消光比提高;在和α对应的同一工作区间内,消光比随工作点的后移呈增加趋势.实验结果进一步证明了理论分析的正确性.