用近红外光谱对组织氧测量方法的研究

在多层生物组织模型下，提出了一种利用近红外光谱技术定量无损检测组织氧饱和度的方法，讨论了受试者具有不同的外层组织时，如何采用适当的校准方法使半定量测量组织血氧浓度变化值具有可靠性和可比性；自行设计的监测系统，结构较为简洁，其探头包括光源和2个检测器，光源采用双波长LED，检测器为集成光学器件，2个检测器分别放置在与光源不同距离的位置上；以240mmHg压力进行人体前臂组断，氧合血红蛋白HbO2、还原血红蛋白Hb的浓度变化和组织氧饱和度tSO2的测试结果与时间分辨光谱TRS方法所得结果一致；系统基线平稳，具有较好的稳定性和检测精度。  

SOI热光4×4光开关阵列的研制

设计和制作了由5个2×2多模干涉马赫-曾德开关元组成的重排无阻塞型SOI4×4热光开关阵列.阵列的最小和最大附加损耗分别为6.6和10.4dB,阵列的串扰为-12～-19.8dB,光开关阵列的开关速度小于30μs,单个开关元的功耗大约为330mW.  

飞秒激光微加工:激光精密加工领域的新前沿

飞秒激光微加工技术具有加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维微结构加工等优点,这些特性是传统的激光加工技术所无法取代的。首先回顾了激光微加工和超短脉冲激光技术的发展历史,然后介绍超短脉冲激光与金属和介质材料相互作用的机制,接着阐述了飞秒激光直写、干涉和投影制备等各种加工方法的原理,重点讨论飞秒激光在三维光子器件集成、微流体芯片制备及其在生化传感方面的应用等,最后展望了飞秒激光微加工领域所面临的机遇和挑战,指出了未来的研究方向。  

电子束蒸镀厚SiO2膜的工艺研究

本文研究了用电子束蒸镀工艺制备用于光波导器件的SiO2膜。采用高温退火处理工艺使SiO2膜的光学和物理特性稳定。在蒸镀过程中，输入不同压力的O2，可以改变和控制SiO2膜的组分，达到控制膜折射率的目的。通过逐次蒸镀、退火的工艺，实现1μm以上厚SiO2膜的制备。  

集成光学迈克尔逊干涉型加速度地震检波器

为了提高地震检波器的检测灵敏度,增强其性能可靠性,使其体积微型化,利用集成光学原理设计研制了迈克尔逊干涉芯片,并与光纤-质量块简谐振子、光源、光电探测器制成迈克尔逊干涉型加速度地震检波器,检波器具有灵敏度高、频带宽、重量轻、抗电磁干扰等优点,设计参数相位检测灵敏度Δ/a 为1 1×10-2 rad/(m s-2),测试结果表明,在工作频带0~1065 Hz内,振动与检波器输出信号吻合良好,达到设计要求.  

迈克尔逊干涉型加速度地震检波器集成芯片

提出了一种新型的迈克尔逊干涉型混合集成光学加速度地震检波器。以尺寸为38mm×6mm×2mm的X切Y传LiNbO3晶体为基底,详细分析并设计了迈克尔逊干涉芯片的双Y分支波导、相位调制器和偏振器。对成功制作的迈克尔逊干涉芯片进行了通光测试,并对检测器进行了测试。结果表明,检波器及芯片性能良好,振动与检波器输出信号吻合良好。该检波器系统的主要设计参数为:自然频率3549Hz,相位检测灵敏度ΔΦ/a为1.1×10-2rad/m/s2,工作频带0～1065Hz。  

M-Z干涉型集成光学微加速度传感器结构设计

提出了一种新型的Si基M Z干涉型微光电机械系统(MOEMS)加速度地震检波器。在Si基上集成了Si十字梁、质量块、偏振器、M Z波导干涉仪及声光调制器。给出了该加速度检波器工作原理,对结构进行了分析设计,并用有限元(FEM)分析软件进行了仿真计算。该检波器的主要设计参数为:固有频率1353Hz,相位检测灵敏度1.2×10-4rad/(m·s2)。  

长周期莫尔光栅的理论研究

长周期光纤光栅作为一种损耗型的带阻滤波器，在光纤通信和光纤传感器领域有着广泛的应用。结合长周期光纤光栅的传输特性，利用传输矩阵法对多种长周期莫尔光栅的透射谱进行了理论模拟。分析结果表明，莫尔光栅技术在制作高性能的相移长周期光栅和变迹长周期光栅上有着很好的应用前景。  

光控相控阵雷达

由于孔径效应和孔径渡越时间的限制，传统的相控阵雷达难以在大扫描角下实现大瞬时带宽。把光纤技术应用于相控阵雷达，主要包括光纤延迟线形成相控阵雷达波束所需的相移、电光相控阵发射机中采用集成光学进行波束形成，用光纤技术进行天线的灵活遥控、利用光纤色散棱镜技术的宽带光纤实时延迟相控阵接收机等，可以在大扫描角下实现大瞬时带宽，在提高雷达的分辨率、识别能力、解决多目标成像、对抗反辐射导弹、简化结构、减小体积、重量、抗恶劣电磁环境、容易维护等方面有巨大的优势。由此形成的光控相控阵雷达目前具有重大的理论意义和实践意义。  

低串扰Y分叉1×2热光型数字光开关

设计了一种基于聚合物材料热光效应的1×2数字光开关(DOS)新结构。该结构将Y分叉DOS与具有引导和可变光衰减(VOA)功能的S弯曲过渡波导集成,在不增加器件结构的基础上,可大大提高开关性能,并采用填埋尖角的方法改进设计Y分叉,增大了Y分叉角度的范围,降低了工艺难度。由光束传输法(BPM)模拟表明,对于波长为1.55μm、Y分叉角度α=0.3°和计算功耗为120 mW时,该结构可实现低于-40 dB的串扰,插入损耗小于0.5 dB,具有很好的极化独立性和波谱平坦性、良好的稳定性和可重复性以及易于集成等特点。