基于无源腔多波长单模布里渊光纤激光器

为了实现一种单模多波长布里渊光纤激光器,采用了将掺铒光纤放大器放置于1个10m左右的无源光纤振荡腔外,各阶布里渊激光通过耦合器可反馈回送到掺铒光纤放大器中再次放大,作为下一阶布里渊激光的抽运光来产生多阶布里渊激光的方法,并进行了理论分析和实验验证。结果表明,在现有掺铒光纤放大器输出功率的水平,在这种多波长单模布里渊光纤激光器中观察到了7个布里渊激光波长。预计其在光生微波、密集波分复用系统、光学惯性旋转传感和超高精度光谱分析等领域将会有着极其广泛的应用。     

OTDR系统波形的分析及其在光纤测量中的应用

本文利用瑞利散射原理分析了脉冲信号和脉宽大于、小于回波时间的方波信号的回波信号波形,并利用数值模拟得到了其理论波形图。根据原理自主搭建了一套光纤光时域反射仪（Optic Time Domain Reflectometer,简称OTDR）,用通信中通用的1550nm激光波长对样品光纤进行了实际测量,得到了与理论模拟完全一致的实测波形。通过对实测波形进行降噪处理得到了高精度的长度测量值和损耗测量值。长度测量的相对误差仅为0.0085%,与直接测量值比较,光纤传输损耗的相对误差为0.086%,理论与实验表明该OTDR系统完全可以与工程用的OTDR系统相媲美,在工程技术和教学研究中具有一定的应用前景。     

高灵敏度振荡场生物传感器的理论与实验研究

利用双面金属包覆波导中的超高阶导模对导波层折射率极其敏感的特性,提出一种新型的生物传感器。与传统的表面等离子共振、泄漏波导以及反对称波导等消逝场生物传感器相比,该传感器的待测样品放置在导波振荡场中,样品折射率的微小变化都将引起输出光强的极大改变,从而极大提高了传感器的灵敏度和分辨率。初步的实验结果显示在现有噪声水平下至少能够分辨1ppm的葡萄糖溶度改变。预计该传感器将在环境监测、食品安全、生物医学和疾病诊断等领域有着极其广泛的应用前景和巨大的市场潜力。     

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.     

基于自由空间耦合技术光开关的实验研究

本文提出了一种基于自由空间耦合技术的新型光开关器件.该光开关是利用聚合物薄膜的电光效应,通过控制导模的耦合效率来进一步控制反射光强来实现光的通断,理论与实验表明:该器件具有响应速度快、消光比大、损耗小、稳定性高,与传统棱镜耦合方式的光开关器件相比其具有结构和制备工艺更加简单和成本低廉等诸多优点.     

热交联型聚氨酯集成双通道电光调制器的制备及其性质的研究

研究了交联型聚氨酯材料集成衰减全反射型双通道聚合物波导电光调制器的制备和性能。这种电光调制器的制备技术非常简单,只要用两个分立的下电极代替单通道调制器中的下电极即可。通过测量器件的调制特性,在832 nm波长下,获得了最大电光系数为24.2 Pm/V,调制带宽约为500 MHz、插入损耗低于1.5 dB。由于器件上下电极的垂直距离为微米级、而通道之间的水平距离为毫米量级的设计,使各通道之间的场不会引起相互交迭,因而未测到各通道间的串扰。另外,热交联型聚合物材料的采用提高了整个器件的热稳定性,在100℃经过800 h后,电光系数仍然保持初值的88%。     

古斯-汉欣效应中光束形变的理论与实验研究

在研究双面金属包覆波导对古斯-汉欣(Goos-Hnchen,G-H)位移的增强效应过程中,观察到了光束在发生古斯-汉欣侧向位移的同时光斑能量会重新分布的现象。为了研究其产生机理,采用高斯光束模型对其进行了模拟计算和实验验证,得到了在波长调谐时,反射光经历不同G-H位移时的光斑形态。结果表明,理论分析和实验结果是完全一致的,并预示着实验中用位置灵敏探测器在观测G-H位移时的局限性。这一结果预计对利用古斯-汉欣效应制作的各类光学器件的研究及应用是有帮助的。     

基于ATR技术的光开关的实验研究

提出一种基于ATR技术的的新型光开关器件.该光开关是利用聚合物薄膜的电光效应,通过控制导模的耦合效率,进一步控制反射光强来实现光的通断.理论与实验表明:该器件具有响应速度快、消光比大、损耗小、稳定性高、制备工艺简单和成本低廉等特点.     

基于古斯汉欣效应的皮米级位移传感器的实验研究

本文利用光束在对称双面金属包覆波导表面反射时古斯一汉欣（Goos—Hanchen）位移具有极大的增强效应,提出一种灵敏度的极高的新型位移传感器。与传统的光强传感器相比,这种传感器消除了光源的能量波动对灵敏度的影响,从而能够观测更加微小的位移变化。在实验上实现了8pm微小位移传感。研究表明,该器件测量实时性强、精确度较高...     

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...