热-光双稳态器件中的温度梯度

本文从热传导理论出发,讨论了产生热-光双稳态的F-P腔内的纵向温度分布及其对临界温升的影响。提出并讨论了减少或消除纵向温度梯度的腔内夹层介质的吸收和后反射镜的吸收匹配条件。     

热光双稳态的临界入射光功率和临界温升

考虑F-P腔夹层介质和后反射镜均具有一定的吸收,本文推导出产生热致色散光学双稳态的临界入射光功率P_C和临界温升ΔT_C的数学解析表达式。理论计算的ΔT_C值与实验值非常符合。实验得到的P_C值比理论值约大2—3倍,这是由于没有考虑到系统与外界的热交换。考虑到对外界散热的修正后,     

基于MOEMS技术的一种F-P光开关的设计与制作

研制了一种用于WDM光通信系统的多层介质膜Fabry-Perot腔结构式光开关,面积为1.5mm×1.5mm.光开关采用多层复合膜消除内应力,防止产生过度变形;中心的十字复合梁有利于提高机械灵敏度,降低驱动电压.体硅腐蚀出的硅杯既减小了光开关的插损,又便于端面输入输出光纤的精确对准与固定,有效降低封装成本.制成的开关转换电压为20V,关态隔离度为87%,开态插损为0.15dB.其结构和工艺简单,易于与IC工艺相结合形成规模生产,如增加膜的层数便能制成基于F-P干涉仪结构的滤波器.     

基于MOEMS技术的一种F-P光开关的设计与制作

研制了一种用于WDM光通信系统的多层介质膜Fabry-Perot腔结构式光开关,面积为1.5mm×1.5mm.光开关采用多层复合膜消除内应力,防止产生过度变形;中心的十字复合梁有利于提高机械灵敏度,降低驱动电压.体硅腐蚀出的硅杯既减小了光开关的插损,又便于端面输入输出光纤的精确对准与固定,有效降低封装成本.制成的开关转换电压为20V,关态隔离度为87%,开态插损为0.15dB.其结构和工艺简单,易于与IC工艺相结合形成规模生产,如增加膜的层数便能制成基于F-P干涉仪结构的滤波器.     

二维光子晶体耦合腔的多模双稳态光开关

利用时域有限差分数值模拟方法和耦合模理论分析方法,研究了Kerr型非线性二维光子晶体耦合腔结构中的光学双稳态开关。利用耦合模理论,分析了耦合腔结构的多模特性,以及对应本征态的局域强度分布特性,并讨论了在耦合腔结构中实现多模光学双稳态开关的原理。发现在二维耦合腔结构中,可以实现信号自泵浦和泵浦-信号两种类型的双稳态开关,且后者具有使泵浦和信号在频率和空间相分离的优点。利用非线性时域有限差分数值模拟方法,得到了高斯脉冲激励下的双稳态响应曲线。     

光脉冲通过F-P滤波器后峰值功率的变化

通过推导出的啁啾光脉冲通过F-P滤波器后输出脉冲光强的解析表达式,对不同情况下输出脉冲的峰值功率进行了研究.发现对于一确定的滤波器,峰值输出功率随输入脉冲的宽度及啁啾因子的大小而变化.     

非线性微腔的光学双稳态

基于F-P腔理论,通过引入有效折射率概念,研究了非线性微腔的光学双稳态,给出了相应的解析表达式。理论曲线与其它文献的数值模拟结果相吻合。研究表明,系统要产生双稳态现象,必须对入射光预置一定的偏移量。若介质是聚焦型Kerr介质,入射光波必须红移;反之则蓝移。临界的偏移量是腔共振模线宽的0.866倍。     

液晶光阀的双稳态特性研究

测量了TB3639型液晶光阀在电压驱动下的光谱特性及其光学双稳态特性,并讨论其产生光学双稳态特性的非线性效应物理机制,分析了液晶光阀的光学双稳态特性不明显的原因.分析结果表明,扭曲角对液晶光阀的光学双稳态特性影响较大,由于TN型液晶光阀的扭曲角只有90°,导致其双稳态特性不是很明显,TB3639型液晶光阀在某一电压范围内存在光学双稳态特性.     

氧化孔径对高功率垂直腔面发射激光器温升的影响

为了在制作垂直腔面发射激光器(VCSEL)时选择合适的氧化孔径尺寸,以获得较好的光束质量和较高的输出功率,对具有不同氧化孔径的单管器件的热特性进行了实验研究。通过控制氧化时间,制作了氧化孔径分别为415、386、316μm的单管器件,台面直径和P型接触电极直径均为450μm和400μm。针对3种器件在室温连续工作条件下不同的输出特性,对它们的热阻进行了实验测量,发现氧化孔径越小时器件热阻越大。通过对比电流、波长及温度的关系,得到了由电流引起的自热效应给3种器件带来的温升情况。注入电流为1A时,氧化孔径为415μm的器件温度为32.4℃,氧化孔径为386μm的器件温度为35.2℃,氧化孔径为316μm时,器件的温度高达76.4℃。     

小功率电源变压器温升测试负载

电源变压器作为和产品安全相关的重要零件,其正常状态下的温升值是所有安全标准的检测对象.因此,电源变压器的温升测试也是实验室能力验证中用于评估实验室温升检测能力的重要手段.     

反激式PFC开关电源的研究与设计

开关电源是实现电能转换和功率传递的重要设备。然而传统的开关电源功率因数低,谐波含量高,接入电网后,给电网带来了一系列严重的问题。文中设计了一款反激式PFC变换器的仿真模型,该模型是结合传统DC/DC变换中的反激式电路与基于Boost的PFC电路提出的,采用平均电流型控制作为本控制策略,最后运用Matlab仿真软件对模型进行了仿真,仿真结果表明该方案控制策略的正确性。     

InP基低阈值单向双稳态工作微环激光器的设计与制备

由于半导体微环激光器(SML)具有波长转换、可调谐和光学双稳态等特点,因此成为全光逻辑和全光存储领域的研究热点。在分析背散射耦合系数与SML工作区域(双向连续波、双向交替振荡和单向双稳态)的基础上,优化设计了环形谐振腔的结构参数和工艺流程,研制出一种低阈值、直接进入单向双稳态工作的InP基微环激光器。测试结果表明,激光器的中心激射波长为1569.65 nm,阈值电流为56 mA,当驱动电流超过阈值电流后,器件可不经过双向工作区直接进入单向双稳态,降低了双稳态工作的电流和功耗,非常适合用作光随机存储器单元。     

LD在开关电源驱动下的结温与输出特性研究

半导体激光器（LD）的驱动电路要求能够提供充足的载流子,且工作状态要稳定.从半导体物理学理论出发,分析了半导体激光器在恒流和稳压2种状态下,结电压、结电流和结温三者的关系.并以此为理论基础,进行了半导体激光器在双路跟踪电源恒流模式和开关电源LT1912驱动下的实验.实验结果表明,开关稳压电源驱动半导体激光器正常工作的核心条件是能够提供充足的载流子,即开关电源要具备低电压高功率的输出特性.开关稳压电源驱动半导体激光器的优点在于电路设计简单,不用考虑过流保护和过压保护电路,且半导体激光器的工作状态也很稳定.     

Direct Observation of Conversion Between Threshold Switching and Memory Switching Induced by Conductive Filament Morphology

Volatile threshold switching (TS) and non‐volatile memory switching (MS) are two typical resistive switching (RS) phenomena in oxides, which could form the basis for memory, analog circuits, and neuromorphic applications. Interestingly, TS and MS can be coexistent and converted in a single device under the suitable external excitation. However, the origin of the transition from TS to MS is still unclear due to the lack of direct experimental evidence. Here, conversion between TS and MS induced by conductive filament (CF) morphology in Ag/SiO₂/Pt device is directly observed using scanning electron microscopy and high‐resolution transmission electron microscopy. The MS mechanism is related to the formation and dissolution of CF consisting of continuous Ag nanocrystals. The TS originates from discontinuous CF with isolated Ag nanocrystals. The results of current–voltage fitting and Kelvin probe force microscopy further indicate that the TS mechanism is related to the modulation of the tunneling barrier between Ag nanocrystals in CF. This work provides clearly experimental evidence to deepen understanding of the mechanism for RS in oxide‐electrolyte‐based resistive switching memory, contributing to better control of the two RS behaviors to establish high‐performance emerging devices.     

单端反激开关电源原理与设计

单端反激开关电源具有输出纹波小、输出稳定、体积小、重量轻、效率高以及具有良好的动态响应性能等许多优点,被广泛应用在小功率开关电源的设计中。UC3842是Unitorde公司推出的电流型脉宽调制器,该调制器单端输出,可以直接驱动双极型功率管或场效应管,适用于无工频变压器的20 W~80 W的小功率开关电源的设计。文中介绍了利用该集成芯片实现的具有双闭环电流(外回路和内回路)反馈系统的单端反激开关电源的原理和设计方法。     

高功率微波大气击穿阈值分析

对高功率微波(HPM)脉冲的大气击穿进行了理论研究,分析了在微波频率、脉冲宽度等变化的条件下,大气击穿电场阈值与海拔高度之间的变化关系,并进行了数值模拟。计算结果表明,存在某一击穿阈值为最小值的海拔临界高度,当脉冲传播到此高度以上时,击穿现象不再发生。还对HPM脉冲在大气中传输的潜行时间进行了估计,当HPM的场强超过击穿阈值愈高时,击穿现象愈明显,潜行时间愈短。     

侧向送粉激光熔覆粉末温升模型及实验研究

建立了侧向送粉激光熔覆粉末颗粒温升的数学模型，该模型可以考虑激光束的功率分布。推导了考虑激光束直径大于粉斑直径和小于粉斑直径两种情况下，粉末颗粒在光束辐照下的温升与其在光束下运动时间的关系式。通过算例，给出了在不同激光功率下粉末颗粒的温升随其与激光束相互作用时间的关系曲线以及不同颗粒直径条件下粉末颗粒温度随相互作用时间的关系曲线。采用微距摄影技术对粉末颗粒到达熔池表面的状态进行实验观测，并采用图像分割技术中的迭代阈值选取方法，对所获得的灰度图进行处理从而得到了粉末颗粒到达熔池的温度。计算结果与实验分析获得了相同的结论，从而验证了模型的正确性。