基于TE/TM模式转换的偏振不敏感调制器

提出了一种能实现偏振不敏感调制的新方法：基于TE／TM偏振模式转换的聚合物电光调制。该器件的电极设计只使用了高（极化和调制）效率的微带线结构，与文献中报道的利用共面电极和微带线电极的组合实现偏振无关调制的器件相比，其半波电压的理论值更低。     

硅基MZI 结构光调制器静态消光比

硅基光调制器技术是当前硅基光子学技术领域较为活跃的一个分支。结合硅基光子器件的材料特性和常见横截面波导结构, 研究了硅基MZI 结构光调制器的静态消光比特性, 论述了光调制器发“1” 码时所加峰值电压、工作波长选择和移相器几何尺寸对静态消光比的影响。研究表明, 光调制器发“1” 码时所加峰值电压较小时, 消光比的变化量较大; 在其他参数相同的情况下, 工作波长的选择对光调制器的消光比有很大影响; 在调制器尺寸选择方面, 倾向于选择两臂较长, 但两臂长度差较小的结构, 因为此时的消光比较大, 同时对工作波长变化不敏感。     

微纳光纤偏振分束器特性研究

采用3维全矢量光束传输法研究两相邻微纳光纤的偏振耦合特性,证实利用微纳光纤偏振耦合特性能很好地实现偏振分束,构成光纤偏振分束器.在保证偏振分束性能的条件下,通过研究微纳光纤偏振分束器的几何特性对偏振分束性能的影响,优化设计了微纳光纤耦合型偏振分束器,得到耦合区的最优参数为直径0.9μm、间隙0.5μm及耦合长度218μm.结果表明,在1.55μm工作波长处分束器可实现偏振分束输出,其带宽约为10 nm,耦合区长度容差为±2μm,直径与间距容差均为-3～2 nm,偏振消光比大于15 dB.     

偏振无关磁光波导的设计

为使隔离器、环行器及其他非互易器件广泛地应用于波导集成光子回路,基于磁光材料的非互易特性,提出了一种偏振无关的磁光波导的简单设计方法.在磁光波导芯区的侧面引入特定高折射率区,造成了场强分布的不对称性,从而达到了非互易波导偏振无关的目的.微扰法和有限差分法相结合的分析表明,当方形单模波导宽度大于0.7μm时,TE和TM模非互易相移的相对误差低于1％.该波导结构具有制作简单、工艺容易实现的优点,适用于偏振无关的非互易磁光波导器件.     

内扩散型波导极化器分析

光波导极化器是相干光通信系统的一个重要器件.本文分析计算了内扩散型波导在不同介质隔离层折射率、厚度,以及不同金属覆盖层情况下 TE、TM 模的衰减特性,并提出了一种提高 TE、TM 模消光比的新方法.     

基于透镜的楔形光隔离器的设计与分析

设计出一种偏振无关的两极楔形光隔离器.由传统的楔形光隔离器、透镜和反射镜构成.结构采用反射型,在引入透镜和反射镜的基础上,第一级光隔离器的出射光经反射进入第二级,使得两极光隔离器共用一个法拉第旋转器,达到器件体积小,元件数目少,隔离度高的目的.同时利用矩阵光学理论对器件的隔离度和插入损耗进行了理论分析.分析结果表明,隔离度主要受器件消光比和旋转角误差的影响.消光比由10~(-3)到10~(-4),会使隔离度增加20 dB,旋转角误差为5°时,对隔离度的影响达到25dB.插入损耗主要受透射比的影响.     

红外偏振玻璃工艺参数的研究

通过拉伸还原法制备出了含银和铜R2O-B2O3-SiO2系统的红外偏振玻璃，通过正交实验研究工艺参数对偏振玻璃消光比的影响，确定了合理的工艺参数为：热处理温度650℃左右、热处理时间24h左右、拉伸温度570℃左右、拉伸速度100～120mm／min。并在该组参数下制备出消光比达到46dB以上，透过率80％以上的红外偏振玻璃。     

BOA型铌酸锂光波导开关

本文介绍我们研制的 BOA(Bifurcation Optique Active)钛扩散铌酸锂电光波导光开关,在0.633μm 工作波长下测得开关电压为13.3 V,消光比大于90%,总的插入损耗小于10 dB.     

高灵敏度、高分辨率分布式光纤应力传感器研究

描述了分布式光光纤应力传感系统的近期发展及其应用。介绍一种分布式光纤应力传感器系统,该系统基于保偏光纤受外力扰动时模式耦合系数与外力大小有关的原理,采用偏振耦合干涉定位确定受力大小与空间位置方法,分析了系统的定位原理与测力大小原理以及光源、偏振器件等对系统灵敏度与分辨率的影响。系统采用SLD作光源,质子交换LiNbO3波导作偏振器件,在1.3 μm波长条件下,获得的应为灵敏度优于5%,空间分辨率小于10cm。     

多孔光纤偏振拍长宽带稳定性的优化设计

为制作宽带稳定的光纤偏振器件,设计了一种偏振拍长对波长变化不敏感的多孔光纤.将包层气孔呈菱形阵列分布、纤芯附近有一对大气孔的多孔光纤在两个正交方向上进行横向压缩或伸展,以扩大模式双折射随波长同步线性变化的波长区间.应用全矢量有限差分光束传播法,分析了不同伸缩因子对双折射和偏振拍长色散特性的影响.研究结果表明:横向伸缩形变可以有效地抑制菱形晶格多孔光纤双折射的非线性变化,使偏振拍长在较宽的波长范围内具有较好的稳定性.通过优化设计,这种菱形晶格多孔光纤在1.0 μm～2.0 μm波长范围内,偏振拍长在180 mm～185 mm之间变化,相对变化率约为3％,工作带宽达到800 nm,可以同时覆盖1 310 nm和1 550 nm两个常用通信波长窗口,较为适合用于制作宽带光纤波片.     

单负材料对平板波导的模式影响

研究了内包层为负ε材料（ENG）的对称5层平板波导的传输特性。研究表明,这种波导既支持振荡导模（所有TE模和m〉0的TMm模）的传播,又支持TM0,TM1模的表面波传输。在波导中可传输的TM模的模式数目比TE模多1支,同阶的TM模的有效折射率高于TE模。随着ENG层厚度的增加,振荡导模的有效折射率范围扩大。ENG层厚度达到一定后,对波导的传播模式的影响可以忽略。随着芯层厚度的减少,波导中可传输的模式数越来越少。芯层厚度达到一定程度后,就可以在波导中实现单模传输。     

单模保偏光纤偏振测试方法

随着单模光纤应用技术的不断发展,偏振特性已经成为影响光纤应用的一个决定性因素.单模保偏光纤可实现光束在光纤传输过程中偏振态保持不变,是目前应用极为广泛的光纤类型.介绍了保偏光纤偏振传输的原理及消光比的定义,设计了一套测量单模保偏光纤消光比的测量装置,并阐述了系统结构及关键技术问题的解决.最后用设计的系统对保偏光纤进行了测试,得到了光纤的相对输出功率与偏转角度的关系,3 m长的保偏光纤的消光比达到了42 dB.     

改善放大器噪声性能的SiGe HBT几何参数优化设计

研究有源器件SiGe HBT的几何参数对单片低噪声放大器(LNA)噪声性能的影响.基于0.35μm SiGeBiCMOS工艺,研制了4款采用不同几何参数的SiGe HBT LNA.实验结果显示,在给定的偏置条件下,当发射极宽长比较小时,小范围改变发射极宽度对噪声系数(NF)改善微弱,但适当增长发射极条长和增加发射极条数明显降低了NF,且不牺牲增益.另外,与采用其他几何尺寸的SiGe HBT LNAs相比,选用器件发射极面积为AE=4μm×40μm×4的LNA性能最优,在0.2～1.2 GHz内获得低至2.7 dB的噪声系数,高达26.7 dB的相关增益和最接近于50Ω的最佳噪声源阻抗.由于没有使用占片面积大的电感,放大器芯片面积仅为0.2 mm2.     

各向异性材料一维光子晶体的传输特性研究

为研究由电各向异性材料和磁各向异性材料构建的一维光子晶体的电磁传输特性,分析了不同电等离子体频率和磁等离子体频率对TE极化波和TM极化波禁带宽度的影响规律。结果表明,磁等离子体频率对TE极化波及TM极化波的禁带宽度有较大的调节作用。当电导率和磁导率都为正的各向同性材料缺陷结构引入到光子晶体中时,会有电磁缺陷模式出现,而且缺陷模式的频率随缺陷厚度的增加而降低,同时缺陷的厚度对TM极化波缺陷模式的调谐作用大于对TE极化波的调谐作用,这对滤波器的频率调节具有潜在的应用价值。     

用平面波展开方法计算二维光子晶体带隙结构

应用平面波展开方法(PWM)计算了三角晶格和正方晶格二维空气柱光子晶体带隙结构。结果表明三角晶格和正方晶格二维空气柱光子晶体存在对应TE、TM模的带隙,并且在某些条件下存在完全带隙。比较而言,三角晶格结构光子晶体存在更大的完全带隙。     

蜂窝晶格和Kagomé晶格二维光子晶体带隙特性研究

应用平面波展开方法(PWM)计算了蜂窝晶格和Kagomé晶格二维介质柱光子晶体带隙结构。结果表明蜂窝晶格和Kagomé晶格二维介质柱光子晶体存在对应TE、TM模的带隙,并且在某些条件下存在完全带隙。比较而言,蜂窝晶格结构光子晶体存在更大的完全带隙。     

Wideband Polarization Reconfigurable Dielectric Resonator Antenna

A wideband polarization reconfigurable dielectric resonator antenna excited by quasilumped quadrature coupler (QLQC) is proposed.By adjusting the value of varactor diode on the QLQC feed network,both the wideband LP and CP dielectric resonator antennas (DRA) modes can be achieved.By selecting a different feed port,left-and right-handed CP conversion can be realized.It is found that the 10 dB impedance bandwidth of the LP and CP modes are 10.1％ and 44.9％,respectively.For the CP mode,a very wide 3 dB axial ratio bandwidth of 37.7％ can be obtained which is much larger than that of the microstrip patch counterpart (3.8％).It is worth mentioning that the wideband CP DRA has a stable broadside radiation pattern across the whole operating band where the boresight gain is larger than 3 dBi.     

宽带高增益环形圆极化微带天线

为了展宽环形切缝微带天线的轴比带宽,设计了两款新型具有宽频带特性的单馈环形圆极化微带天线。通过在环形辐射贴片上开横向槽扰动贴片上的表面电流分布,激励两个幅度相等、相位相差90°的工作模式,实现圆极化波辐射。实验结果表明,圆形环和方形环圆极化天线的工作频段分别在3.74 ~ 3.98 GHz (轴比带宽约为6.2%)和3.80 ~ 4.04 GHz (轴比带宽约为6.1%)频段具有良好的圆极化特性,其轴比小于3 dB,且电压驻波比小于2。另外,在工作频段内,两款天线测试的峰值增益均大于10.0 dB。