半导体侧面抽运板条激光器光束质量优化

为了优化高功率板条激光器的光束质量, 采用提高单侧基模光束的尺寸来限制腔内部分高阶模式振荡的方法, 针对半导体侧面抽运板条激光器, 测量了激光器在抽运状态下水平和竖直方向热焦距, 建立了热透镜等效模型, 并以平-平腔为参考, 设计了水平和竖直方向单侧基模尺寸均会扩大的平-凹腔。验证了对于激光介质截面尺寸固定的板条激光器, 扩大单侧基模尺寸可以限制高阶模式从而优化光束质量, 并提出了进一步优化板条激光器性能的研究方法。结果表明, 当平-凹腔的腔长为370mm时, 输出功率为59.9W, 水平方向M2因子由平-平腔的115.6显著优化至32.9, 竖直方向M2因子由116.4显著优化为60.9。该研究对于板条激光器获得高质量输出及相关应用有实际意义。     

太赫兹可调谐滤波器设计

为了实现太赫兹信号的可调谐滤波，设计了一种基于柔性材料的太赫兹可调谐滤波器。通过扭曲特氟龙（Teflon）波导形成环型谐振器，实现了160～200 GHz频段的带阻滤波功能。改变谐振腔长可实现自由频谱范围（FSR）和滤波频点的调谐，实验测试了自由频谱范围在1.9 GHz和2.8 GHz间切换以及相应的滤波特性。研究表明，谐振腔长一定时，改变弯曲半径可实现滤波阻带抑制度的调节，柔性材料太赫兹环型谐振器可用于可调谐滤波，且具有较高的自由度。     

圆柱腔复介电常数高温测试系统

围绕微波介质材料复介电常数高温测试关键技术进行系统设计,利用圆柱腔精确场解法实现材料介电性能变温特性测试。设计了TM_(010)模圆柱谐振腔,采用快速移动平台和感应加热技术,搭建了变温测试系统,实现了915 MHz,最高1 400℃的复介电常数快速自动化测试。针对测试系统受热后对测试结果的影响,提出了实时变温校准技术,减小了夹具介电波动引入的误差。以熔融石英为例进行重复性测试并与已有文献作对比,结果表明介电常数和损耗角正切高温下测试偏差分别在2%和6%以内。     

基于遗传算法的微波均衡器仿真和工程设计

研究了用于均衡行波管增益的微波均衡器的计算机仿真和工程设计问题。理论分析并建立了均衡 器的一般微波网络模型,该网络模型具有数十个优化变量,能够使均衡器实现任意有理函数类的均衡曲线。利用遗 传优化算法完成多变量的单目标或多目标优化,最终根据优化结果来具体实现均衡器的工程设计并为后期调试提 供指导。设计了一种C 波段10 阶同轴均衡器,实物调节和测试表明该设计对该波段的各种均衡曲线均有很好的适 应性,均衡误差1dB 以内,其中均衡枝节还具有温度补偿特性,高低温温飘小于5MHz。     

具有介质腔与金属腔体混合的新型带通滤波器的设计

设计了一种新型的滤波器,就是在传统的腔体滤波器中加入介质谐振腔,即金属腔体和介质腔体混合的一种结构.这种混合结构有着介质腔体的高介电常数,很小的频率温度系数以及极高的Q值的优点,同时也有着金属腔体易调试、结构稳定、体积小等好处.为了使滤波器拥有更好的带外抑制,我们还加入了较多的传输零点.通过仿真软件Genesys对滤波器电路模型进行设计,用HFSS对滤波器的单腔以及双腔进行仿真,从而确定了滤波器的尺寸.最后两种仿真结果基本一致,证明该设计的可行性.     

3.15kW全光纤单模激光器

<正>高功率光纤激光器在工业加工、材料处理等领域有着诸多的应用,得到国内外研究机构的广泛关注。半导体激光器(LD)抽运结构简单、成本低廉、效率较高,国内外相关单位纷纷开展了相关研究。国际上,美国Coherent公司于2014年报道了输出功率为3 k W的空间结构光纤激光器,国内天津大学实现了2.5 k W的全光     

高Q值光学微球腔的温度系数研究

光学微球谐振腔由于其具有超高的Q值及极小的模式体积等优点,在高灵敏度传感和光通信等方面得到了广泛的研究。测试了未封装和封装后微球腔谐振波长随温度的变化,实验结果表明随温度增大,谐振波长线性红移,且线性度高。二者温度系数不同,未封装时为25.6 pm/℃,封装后为4.4 pm/℃,主要原因为紫外胶的负热光系数所致。理论分析了紫外胶的热光效应,通过控制紫外胶厚度可以改变光在紫外胶中的比例,从而调节温度系数。当光在紫外胶中比例为0.1135时,温度系数变为0,可以抑制温度漂移,实现了温度补偿;该比例继续增大,温度灵敏度提高。低温漂、高灵敏度、微型化拓宽了回音壁模式(WGM)传感器的应用潜力。     

基于椭圆形反射镜面的扇形半导体微环激光器

为了设计新型基于椭圆形反射镜面的扇形半导体微环激光器,采用光线追迹和有限时域差分的方法进行了理论分析和设计仿真。与普通的三角形环形腔相比,由于引入了椭圆形反射镜面,使得这种新型的微腔的镜面反射损耗极低,仅为1%,功率传输率为93%,Q值极高,在1576.36nm谐振波长处,Q值达到了23318.6。结果表明,这种新型的微环激光器有利于实现方向双稳态,并可进一步用于全光信号处理领域。     

亚波长谐振腔实现方法研究

谐振腔作为微波器件与天线的基本组成部分,其小型化对于微波系统的尺寸缩减具有重要意义。本文分析了实现亚波长谐振的条件,并结合最新的人工电磁介质(MTMs),分析了单负介质(SNG)、双负介质(DNG)部分填充结构的亚波长谐振特性。