影响聚合物分散液晶体全息光栅衍射效率因素的分析

介绍了全息聚合物分散液晶 (H PDLC)体全息光栅形成机理。从理论上分析了衍射效率、折射率调制幅度以及散射对衍射特性的影响。通过实验研究了聚合物分散液晶 (PDLC)微观结构及PDLC材料配方、曝光时间、空间频率、膜层厚度以及外加电压等影响H PDLC光栅衍射效率的主要原因。实验研究表明 ,材料配方是影响最大的因素。较小的膜层厚度、较小的光束夹角和较短的曝光聚合固化时间有利于衍射效率的提高。在光束夹角为17° ,PDLC膜厚为 10 μm ,4 4 1 6nm激光功率 5 0mW ,曝光时间约 30s的情况下 ,利用改进的PDLC配方制作了衍射效率为 90 %的体全息光栅     

含氟单体材料对全息聚合物分散液晶Bragg光栅电光特性的影响

在全息聚合物分散液晶的预聚物体系中添加含氟的单丙烯酸酯单体,制备全息聚合物分散液晶Bragg光栅,通过AFM、He-Ne激光器观察分析,发现甲基丙烯酸十二氟庚酯(Actyflon-G04)的添加不仅改善聚合物基质的形貌,同时也影响光栅的电光特性。实验结果表明,光栅的衍射效率从78%上升到90%,驱动电压V90大幅降低。分析认为,Actyflon-G04的添加降低了聚合物界面的表面张力,影响液晶微滴的分子取向,从而实现了光栅电光特性的改善。     

正交读出方式体全息光栅通信波长衍射特性

为了寻求高质量和高密度的密集波分复用器件,采用了在双掺铟铁的铌酸锂晶体中透射式记录/正交式读出方案制作体全息光栅的方法,对体全息光栅衍射特性进行理论分析和实验验证。利用波长为532nm的激光记录尺寸比为1:1的体全息光栅,然后用中心波长为1550nm的红外通讯波长成功读出,取得了波长选择性为0.5nm的波长衍射特性数据。同时,利用2维耦合波理论的闭形式解析解得到了该体全息光栅衍射效率随波长的变化关系。结果表明,实验结果与理论预期相符合,这一方法对制作体全息光栅密集波分复用器件的实用化是有帮助的。     

正交读出方式体全息光栅通信波长衍射特性

为了寻求高质量和高密度的密集波分复用器件,采用了在双掺铟铁的铌酸锂晶体中透射式记录/正交式读出方案制作体全息光栅的方法,对体全息光栅衍射特性进行理论分析和实验验证.利用波长为532nm的激光记录尺寸比为1:1的体全息光栅,然后用中心波长为1550nm的红外通讯波长成功读出,取得了波长选择性为0.5nm的波长衍射特性数据.同时,利用2维耦合波理论的闭形式解析解得到了该体全息光栅衍射效率随波长的变化关系.结果表明,实验结果与理论预期相符合,这一方法对制作体全息光栅密集波分复用器件的实用化是有帮助的.     

纳米银掺杂的液晶/聚合物全息光栅中的表面等离子体共振

报道了纳米银颗粒的局域表面等离子体共振能显著提高全息聚合物分散液晶(H-PDLC)光栅的衍射效率。着重分析了球形纳米银颗粒在PDLC中的表面等离子体共振特性,根据Mie理论,模拟计算了球形纳米银颗粒在PDLC材料中的消光光谱并得出了相应的表面等离子体共振峰值,且该值与用光谱仪测得的材料吸收峰值相近。同时,根据准静态近似理论,模拟了球形纳米银颗粒在特定波长的光照射下的球内外电场分布。证明了球形纳米银颗粒在聚合物分散液晶材料中发生表面等离子体共振,当用与共振峰值相近的激光对材料进行曝光时,可以增强液晶与聚合物的相分离过程,所制备的光栅样品结构更加整齐平滑,从而提高了光栅的衍射效率。     

双信道解复用长周期光纤光栅的实验研究

长周期光纤光栅是近几年出现的一种波长选择滤波器件。利用其波长选择损耗特性,提出将之用于1310nm/1550nm波分复用系统的解复用。采用电弧熔融刻槽的方法,制备了长周期光纤光栅。并通过控制电弧放电过程和光栅的周期长短及周期数,得到了较为理想的谱特性。结果显示,其通道插入损耗能够小于0.5dB,20dB损耗阻带带宽可达15nm,信道隔离度估计约25dB。     

一种光纤布拉格光栅动态解调系统的研究

设计并实现了一种基于长周期光栅边缘滤波特性解调光纤布拉格光栅(FBG)的动态应变检测系统。研究了当试件加载垂直周期力时FBG受到的动态响应特性。将FBG作为传感元件, 利用长周期光栅(LPFG)边缘滤波特性对光强调制, 长周期光栅的透射光信号经光电转换获得电压信号, 通过数采卡与LabView软件设计结合由计算机采集。根据试验结果, 获取信号的时域波形图并进行频谱分析。结果表明, 该系统采集的信号能够较好地反映施加振动载荷的频谱特征, 并实现了3 kHz频率以下的动态应变测量, 波长分辨极限达到0.004 nm。     

高频CO2激光脉冲写入的新型长周期光纤光栅及其在光通信中的应用

报道了一种利用频率为几千赫兹的高频CO2激光脉冲的热冲击效应制作长周期光纤光栅的新技术。实验中，作者首次发现这种新型的长周期光纤光栅具有一些独特的光学特性，比如弯曲特性和横向负载特性等，这主要是因为用高频CO2激光脉冲写成的长周期光纤光栅的横截面折射率分布不对称所致。基于这种新型长周期光纤光栅，设计了一种用于减小掺铒光纤放大器噪声系数的ASE噪声滤波器和平坦掺铒光纤放大器增益谱的增益均衡器，此外，还利用这种新型长周期光纤光栅独特的弯曲和压力特性，研究设计了两种用于动态平坦掺铒光纤放大器增益谱的动态增益均衡器。     

基于聚合物分散液晶的二维六角晶格变间距光栅的研制

利用柱面波与平面波干涉形成一种二维(2D)全息聚合物分散液晶(H-PDLC)变间距光栅。为了使聚合物与液晶分离得更加彻底,采用曝光强度为16mW/cm2、波长为532nm的激光进行实验,并且两次曝光时间分别为2s和60s,通过将样品二次曝光和旋转60°形成2D六角晶格H-PDLC变间距光栅,分别研究了光栅的理论周期变化范围、衍射特性、电控特性以及影响光栅周期变化的参数分析。结果表明:在半径为6 mm的圆形范围内,光栅的周期变化区间为1.804~2.281μm,与理论计算所得结果基本一致。在没有加载电压的情况下,一级衍射效率达18.3%,当加载电压达到90V时,零级衍射效率由15.6%增加至73%。该光栅具有变周期和电控特性,在衍射光学领域具有潜在的应用价值,可用于染料掺杂2D H-PDLC光栅的可调谐多波长有机激光器的研究。     

一次曝光法制备二维可调谐液晶光栅

设计了全息光路,采用一次曝光方法制备了基于聚合物分散液晶材料体系的二维可调谐液晶光栅.采用偏光显微镜和原子力显微镜对光栅的形貌进行检测,并利用He-Ne激光器对光栅的电光特性进行测定.结果表明,该光栅具有清晰的二维结构,衍射图样为空间点阵,衍射效率具有电场可调谐性.实验表明,改进的光路设计可制备多种形式的可调谐液晶器件.     

基于单个光纤光栅反射技术的高性能L波段EDFA

基于单个光纤光栅反射技术提出一种高性能L波段EDFA。用一个光纤布拉格光栅(FBG)反射EDFA产生的一部分C波段放大自发辐射(ASE)噪声,该部分ASE噪声被重新注入到掺铒光纤中以提高增益效率。用静态均衡器平坦输出的增益谱,在L波段范围内,增益被箝制在25.5dB,增益不平坦度小于0.5dB,噪声指数小于5.5dB,为DWDM系统提供了一项有效的解决方案。     

四路频分复用荧光共焦显微探测系统实验研究

报道了采用全息聚合物分散液晶(H-PDLC)布拉格光栅阵列斩波调制的四通道频分复用荧光共焦显微探测系统的实验研究。通过高衍射率H-PDLC布拉格光栅将单束激光分成四束激发光并进行不同频率的载频调制,将激发光聚焦到生物样品上产生荧光信号并采集后,再通过傅里叶变换、滤波和解调,最后将采集到的信号还原成四路荧光信号强度随时间变化的曲线。实验搭建了激发光中心波长为405 nm的四路频分复用荧光探测系统,并成功探测到鼠神经海马细胞样品中激发的四点荧光信号的图像以及强度变化信息。     

Electronically tunable external-cavity laser diode using a liquid crystal deflector

A novel external-cavity wavelength tunable laser based on a liquid crystal (LC) deflector is proposed. This device consists of a gain chip, collimating lens, LC deflector, and diffraction grating. By controlling the voltage applied to the LC deflector, a maximum wavelength variation of 12 nm and a sidemode suppression ratio higher than 30 dB are obtained.     

X-切薄膜铌酸锂高效率光栅耦合器的设计北大核心

基于X-切绝缘体上薄膜铌酸锂平台,提出并设计了一种高耦合效率的切趾一维光栅耦合器。采用非晶硅覆盖层材料,结合亚波长光子晶体等效方案和遗传算法增强光栅耦合效率。在中心波长1550 nm处,光栅的峰值耦合效率为-1.08 dB,通过引入底部金属反射镜可进一步提高至-0.53 dB,其1 dB带宽约为61 nm。     

17×17信道光谱响应平坦化的聚合物阵列波导光栅的研制

选用氟化聚芳醚FPE聚合物材料，设计并制备出了17×17信道光谱响应平坦化阵列波导光栅（AWG）波分复用器. 实验测试结果表明，器件的中心波长为1550.83nm，波长间隔为0.8nm, 3dB带宽约为0.476nm，插入损耗为13~15dB，串扰低于-21dB.     

Demonstration of a 15×15 arrayed waveguide multiplexer on InP

By interconnecting two star couplers with a waveguide grating, the authors built a monolithic 15×15 multiplexer on InP. The grating order of 148 gives a free spectral range of 10.5 nm (1.3 THz) and a channel spacing of 0.7 nm (87 GHz) at 1550 nm wavelength. A crosstalk between adjacent channels of less than 18 dB and a residual crosstalk of less than 25 dB were obtained. The on-chip insertion loss is typically 2-4 dB     

Electrical control of the distributed feedback organic semiconductor laser based on holographic polymer dispersed liquid crystal grating

In this paper, we demonstrate the electrical control of the distributed feedback (DFB) organic semiconductor laser based on a holographic polymer dispersed liquid crystal (HPDLC) grating for the first time. The grating is fabricated on the top of the organic semiconductor film to act as an external feedback structure. Experimental results show that the lasing intensity can be decreased by increasing the external electric field, and the lasing wavelength exhibits a slight blue-shift of 1.4 nm during the modulation process, indicating a good stability. The modulated performances are attributed to the decreases in the refractive index modulation and average refractive index of the HPDLC grating respectively as a result of the field-induced liquid crystal reorientation. This study provides some new ideas for the improvement of DFB organic semiconductor laser to enable envisioned applications in laser displays and integrated photonic circuits.