铒镱共掺光波导放大器的优化

本文介绍了光波导放大器的理论,分析了由于铒离子吸收截面小和铒离子浓度过高带来的聚集效应,并认为由该聚集效应引起的协同上转换和激发态吸收会限制掺铒磷酸盐光波导放大器的增益.将镱离子作为敏化剂掺入到光波导放大器中,不仅可以降低饵离子高浓度引起的聚集,而且可以有效地解决光波导的增益问题.在考虑协同上转换效应的基础上,用龙库算法研究了饵镱共掺的光波导放大器,讨论了镱离子浓度和波导长度两个主要影响因素,并且计算出了最佳的波导长度和最佳的掺镱浓度.     

MeV He+离子注入氧化锌晶体光波导特性研究

用能量为2.0 MeV剂量为2×1016 ion/cm2 He+离子室温下注入到z切的氧化锌晶体中形成光波导.退火前后用棱镜耦合法在633 nm激光波长下测量波导的暗模特性,发现在空气中经过适当退火后暗模消失,说明晶格损伤减少,进一步的退火处理有可能使晶格损伤完全恢复.用TRIM ′2003程序模拟了2.0 MeV He+离子注入到氧化锌晶体的过程,得到氧化锌损伤分布与穿透深度的关系曲线,并利用反射计算法重构了离子注入波导的折射率分布, 发现在波导区折射率增加,在离子射程的末端有一个折射率降低的光学位垒,结果还显示折射率分布曲线与损伤分布曲线非常相似,这充分说明核碰撞所造成的晶格损伤是形成光波导的主要原因.     

光波导用TiO_2/SiO_2复合薄膜的制备及其性能研究

用离子自组装成膜技术制备了用作光波导器件的TiO2/SiO2复合薄膜,介绍了薄膜光学常数的测定方法,并研究了光波导的波导特性.结果表明随着TiO2含量的增大。光波导的折射率增加;但同时光波导损耗也将发生变化,一般TiO2占10％时,薄膜的波导损耗较低.在更高的含量范围内,必须使TiO2分散.     

用飞秒激光在石英玻璃体内写入光波导和光栅的研究

用飞秒激光在石英玻璃写入了光波导和光栅等结构。飞秒激光辐射照形成波导效应时的折射率改变量为0.001至0.008。折射率的改变量依赖于飞秒激光脉冲辐照的剂量和功率密度。通过Raman光谱和AFM图像,研究了波导区的物质结构变化,并对飞秒激光写入过程的物理机制进行了探讨。     

自聚焦型光波导纤维的结构及其信息传输速率的理论分析

从玻璃体中离子扩散方程出发,得出了熔盐法和双坩埚法制成的自聚焦型光波导纤维中严格的折射率分布公式;并计算了用这种离子扩散规律制成的自聚焦型光波导纤维的信息传输速率;说明用这种方法制成的光波导纤维,可以传输极高速率(1千兆比特/秒/公里以上)的光信息。     

一种基于SOI材料的新型可调谐光衰减器的设计

设计了一种新型的、基于SOI材料的可调谐光衰减器,其调制区采用了独特的双脊型PIN结构,增强了注入电流场与光场的重叠,提高电注入效率.用BPM方法分析了波导结构的传输损耗,用有限元法分析了二维PIN结的电注入特性.结果表明该结构的光衰减器有良好的性能.     

掺稀土离子光波导放大器研究进展

简述了掺稀土离子光波导放大器的分类及其工作原理,分别讨论了平面波导和沟道波导的结构及制工艺;介绍了电子科大以及安捷仑的最新实验结果;最后分析了掺稀土离子光波导放大器的发展趋势。     

光波导用TiO2/SiO2复合薄膜的制备及其性能研究

用离子自组装成膜技术制备了用作光波导器件的TiO2／SiO2复合薄膜，介绍了薄膜光学常数的测定方法，并研究了光波导的波导特性．结果表明随着TiO2含量的增大，光波导的折射率增加；但同时光波导损耗也将发生变化，一般TiO2占10％时，薄膜的波导损耗较低．在更高的含量范围内，必须使TiO2分散．     

掺铒平面光波放大器材料

掺铒平面光波导放大器对工作波长1.5 μm的集成光有广泛的应用.这些器件具有增益高、抽运阈值低、器件尺寸小等优点.目前用于光波导放大器的掺铒材料有四类:氧化物薄膜(Al2O3)、有机物、硅和玻璃等. 最小的放大器(1 mm2)用Al2O3的沟道波导,抽运功率10 mW,输出增益为2.3 dB.在此类材料中,增益受激活离子Er之间的上转换限制.使用不同的方法,相同的铒离子浓度,Y2O3中的上转换效应完全不同.Eu共掺降低了上转换的影响,使增益增加.在SiO2中用Yb或Si量子点增加了抽运效率.制作4.1 dB/cm的增益光放大器成为最佳光纤通讯网络组件.铒离子掺入有机化合物中形成波导,在1.5 μm的发射带宽为70 nm,荧光寿命长,有的达17 ms敏化.可增加激发效率.纳米结构材料可克服浓度淬灭. 硅是1.5 μm非常好的波导材料,很有希望制作电抽运光放大器.掺铒硅单晶中观察到1.5 μm荧光,但在室温下,后向传输产生强烈的浓度淬灭.使用纳米技术制作的Si,可制作小尺寸光子晶体波导. 磷酸盐玻璃是制作高增益光波导放大器的理想材料,荧光寿命较长,受激发射截面大.采用离子交换法制作的波导净增益高,损耗低,制作成本低.(PD2)     

铜离子交换单步掩埋BK7玻璃波导的制备与表征

利用Cu离子交换技术制备了BK7玻璃平面光波导,在6328nm波长下,用棱镜耦合技术测量出所制备波导的有效折射率,利用反WKB方法计算并确定了平面光波导的折射率分布,通过对折射率分布进行函数拟合,发现离子交换后的样品折射率分布近似符合改进后的高斯分布,样品的折射率分布似乎是一个掩埋波导的折射率分布,求出所制备玻璃平面光波导在570℃的扩散系数De≈12133×10-14m2s。同时,对所制备波导进行了电子显微镜(EMS)和次级离子质谱(SIMS)测试,得到了铜离子在玻璃表面的浓度分布,从而证明了实验所得到的BK7玻璃平面光波导是掩埋波导。这种掩埋平面波导是由单步Cu离子交换技术得到的。     

半导体行波光放大器作光相位调制器的研究

本文主要研究TWA的一个重要的非线性应用:TWA用作光相位调制器。这是一种有源增益波导光相位调制器。其调制原理是通过改变TWA有源区载流子浓度,引起介质折射率的相应变化,从而实现对注入光载波的相位调制。与光源波导相位调制器     

电场辅助离子交换对有源光波导增益的影响

通过对离子扩散机理和有源光波导重叠积分的分析,得知可以使用电场辅助离子交换技术制作有源光波导,实现波导对光场的更有效的限制,增大重叠积分因子,从而提高波导增益。     

光纤耦合波导器件中光波导深度的研究

声光波导光开关可以作为高速光通信网络中的开关器件,其中光纤-器件对接耦合损耗大是影响其性能的主要因素.从光波导模场椭圆度和不对称度对模场失配引起的耦合损耗出发,计算Ti:LiNbO3波导与光纤耦合损耗最小时对应的最佳Ti离子扩散深度.分析得到不同切型的Ti:LiNbO3,波导中扩散深度、光纤模场半径对耦合损耗的影响.结果表明,y切Ti:LiNbO3波导耦合损耗约为z切波导的3倍.研究结果为共面型声光波导调制器中光波导制作参数的设计提供帮助.     

离子自组装成膜技术制备TiO2／SiO2薄膜光波导

采用离子自组装(ISA)成膜技术制备了TiO2／SiO2复合薄膜光波导，研究了光波导的波导特性。结果表明，随着TiO2含量的增大，光波导的折射率增加，但同时光波导传输损耗增大。一般TiO2占10wt％，此时，光波导中的光损耗较低。在更高的含量范围内，必须使TiO2分散。     

横向激发CO_2波导激光器

最早的横向激发CO_2波导激光器是由贝尔电话实验室的P.W.Smith等实现的,随后其他实验室也进行过这方面的研究.我们建成的横向激发CO_2波导激光器整体结构如图1所示.外形为长不足180毫米直径φ30的圆柱,有百分之八十以上是用金属做成的,只有波导侧壁及波导管的顶壁一部分是由石英玻璃块组成的.并且不采用通常水冷,而是用导热性能较好的黄铜块在空气中自然散热或用空气强迫散热来实现冷却.     

一种新型的产生频谱展宽的方法

在亚毫米液芯波导的一系列实验中,当波导中注入苯和CS_2时,用高功率锁模YAG倍频光脉冲泵浦,可形成总超展宽达约4000cm~(-1)之多的超短脉冲。只向红端展     

中红外4 μm波长下MgF2晶体脊形光波导的制备及特性研究（特邀）

为了研究离子与中红外晶体相互作用的机理,探索中红外晶体光波导的制备和性能,采用离子辐照技术结合精密金刚石刀切割,在MgF₂晶体材料中制备了深度17.5 μm、宽度14 μm的脊形光波导。采用SRIM软件模拟了C5+离子辐照MgF₂晶体的电子能量损伤和核能量损伤的过程,分析了波导的形成机理;模拟了波导的折射率变化,并对波导的近场模式进行了实验测量和理论模拟;采用热退火处理来降低波导的传输损耗,将传输损耗降低为0.4 dB/cm;微拉曼光谱证明离子辐照过程并未对MgF₂晶体波导区造成较大的晶格损伤。该工作表明,离子辐照技术结合划片机精密切割是一种十分成熟的脊形波导制备手段,制备的MgF₂晶体脊形光波导在中红外集成光学和光通讯领域具有广泛的应用前景。     

一种基于SOI材料的新型可调谐光衰减器的设计

设计了一种新型的、基于SOI材料的可调谐光衰减器，其调制区采用了独特的双脊型PIN结构。增强了注入电流场与光场的重叠，提高电注入效率．用BPM方法分析了波导结构的传输损耗，用有限元法分析了二维PIN结的电注入特性．结果表明该结构的光衰减器有良好的性能．     

钛扩散铌酸锂平面光波导

集成光学在国外已进行了大量的研究,国内也越来越引起人们的兴趣.光波导是集成光学的基础,制作出性能良好的光波导是非常重要的.本文介绍了钛扩散铌酸锂平面光波导的制作和性能,采用热蒸发、热扩散工艺制作出了性能较好的光波导.使用光纤探测法测定了波导的传输损耗为2—4分贝/厘米.本文讨论了钛离子浓度的分布,求出折射率随浓度变化的比例系数,计算出表面折射率增量与钛膜厚度的关系.根据折射率的分布函数,作出了折射率剖面.模式控制是制作光波导的基本要求,我们通过一种简便的方法,对钛膜厚度实现了监控.从而可以控制制导模式,实验观察了不同钛膜厚度所对应的TF模式数目,基本上与模式截止条件的理论值相符.     

Er-Yb共掺磷酸盐玻璃波导放大器噪声特性研究

从描述Er-Yb共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的速率方程与光功率传输方程出发，计算Er-Yb共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的噪声指数，讨论在980nm泵浦光的作用下，Er离子浓度、泵浦光功率、器件长度以及输入信号光功率对Er-Yb共掺磷酸盐玻璃光波导放大器噪声指数的影响。