用于减少漂移的纳米定位干涉仪集成系统

基于表面等离子体共振 (SPR)的纳米定位装置可以实现纳米级的定位分辨率和重复性。通过设计特殊四面体棱镜 ,使四面体棱镜第一个反射面的入射角等于SPR的共振角 ,在该反射面上镀上金属膜 ,后面放置光纤探头构成SPR定位指零装置 ,实现了纳米定位装置和干涉仪系统的集成。干涉仪测量前利用SPR纳米定位系统确定一个零位 ,当发生漂移时回到定位零点进行读数校正 ,就可以减少干涉仪的漂移误差。建立了集成纳米定位装置的干涉仪系统。实验表明 ,干涉仪的测量不确定度从 70nm减小到 10nm ,提高了系统的测量精度和稳定性     

光子晶体光纤的色散特性分析

为了探讨靠近纤芯区域的第1层、第2层和第3层空气孔的直径对光子晶体光纤色散特性的影响,采用有限元法进行了理论分析。结果表明,适当调节第1层、第2层和第3层空气孔的直径,可以使零色散点在1100nm～1800nm之间的任何位置上移动。还可以设计在1270nm～1800nm较宽的波长范围内接近零色散的色散平坦光子晶体光纤。这一结果对光子晶体光纤的设计具有重要的作用。     

G.655光纤及其应用前景

1　引　言互联网及各种先进的数据业务在全球范围内的兴起 ,使人们对网络容量的需求出现了爆炸性增长 ,满足这一需要的主要途径是扩大光纤通信网的建设。传统的 G.65 2单模光纤在超高速、长距离、大容量的传输网络中已暴露出力不从心的态势 ,开发新一代光纤已成为了当务之急 ,G.65 5光纤 (非零色散位移光纤 )以其独特的优势使众人瞩目。2　G.65 5光纤的简介常规的 G.65 2光纤具有 1310 nm和 15 5 0 nm两个传输窗口 ,零色散点位于 1310 nm ,因此多年来 G.65 2光纤仅在 1310 nm波段上得到广泛应用。而在15 5 0 nm波长上 ,G.65 2光纤约有 18…     

光子晶体光纤的色散特性分析

为了探讨靠近纤芯区域的第1层、第2层和第3层空气孔的直径对光子晶体光纤色散特性的影响,采用有限元法进行了理论分析.结果表明,适当调节第1层、第2层和第3层空气孔的直径,可以使零色散点在1100nm-1800nm之间的任何位置上移动.还可以设计在1270nm～1800nm较宽的波长范围内接近零色散的色散平坦光子晶体光纤.这一结果对光子晶体光纤的设计具有重要的作用.     

接近于零色散的色散平坦光子晶体光纤的数值模拟与分析

基于标量近似理论利用有效折射率方法对低空气填充率的光子晶体光纤 (PCF)的色散特性进行了数值模拟。发现通过调节光纤包层的空气穴节距或空气穴大小可以有效地调节光子晶体光纤的色散特性 ,可以实现光子晶体光纤零色散波长向短波方向 (小于石英材料的零色散波长 1 2 7μm)移动 ,甚至在光通信波段出现两个零色散波长 ;可以设计在光通信波段接近于零色散的色散平坦光子晶体光纤 ,其色散系数D的绝对值在 1 2～ 1 7μm波长范围小于 2 0 ps·km-1·nm-1,其色散斜率D′的绝对值小于 0 0 2 ps·km-1·nm-2 。     

光纤产生激光彩虹

新泽西州朗讯技术公司贝尔实验室研究人员通过向具有普通色散特性的微结构光纤发送低功率超短激光脉冲 ,已在石英光纤中产生波长范围为 40 0～ 1 4 0 0 nm的单横模连续波辐射。该光纤含有一个微观三角形空气孔列阵和形成折射率引导纤芯的空白中心孔。这个直径不到 2μm的引导纤芯只有极小有效面积 ,导致光纤内即便在皮焦耳 (1 0 -1 2 J)脉冲能量时也有 GW/ cm2 的峰值光强。另外 ,由于波导的很大贡献 ,该光纤结构在 760 nm处的群速色散为零 ,为自相位调制之类非线性光学效应提供丰富的基础 ,自相位调制和拉曼散射都是连续谱产生的原因。为…     

用荧光监测法制作光纤光栅的实验

给出了用3．1eV(400nm)荧光监测法在载氢商用通信光纤上制作光纤Bragg光栅的实验,采用244nm SHG：氩离子激光器和振动掩模,在其Bragg中心波长（λ=1550.65nm),得到反射率96％和3dB带宽0．2nm的光纤光栅。这种光纤光栅在光纤传感系统中具有广泛的应用价值。     

一种基于光纤AOTF的扫频光源

扫频光源是扫频光学相干层析（SSOCT）的关键器件。高质量的扫频光源可以提高系统的成像速度、分辨率和信噪比。该文采用光纤声光可调滤光器（FAOTF）、保偏半导体光放大器（PMBOA）、光纤隔离器和光纤耦合器搭建了环形腔结构的扫频光源,实验得到一种全光纤扫频光源,其扫频速率为100 kHz,扫频范围为119 nm(1 550.146 2~1 619.470 0 nm),单光谱3 dB带宽可达0.096 6 nm,平均输出功率12 mW。该扫频光源具有扫频范围广、速度快、相干性好等优点,在SSOCT系统中具有一定的实用价值。     

大模场面积低正常色散的同轴双芯光纤

为设计具有大模场面积和正常色散的光纤,提出了一种新型的同轴双芯光纤。通过在中心纤芯内引入空气孔,光纤能够拥有红移的零色散波长和提升的有效模场面积。进一步分析了光纤参数对光纤群速度色散和有效模场面积的影响。据此分别设计了具有三种不同参数条件的光纤,光纤具有宽带的正常色散工作区域,可分别覆盖1 400—1 800 nm, 1 700—2 000 nm, 2 000—2 300 nm,具有大于-5 ps/(nm·km)的群速度色散,有效模场面积可高达296μm²。提出的光纤在高功率超短脉冲光纤激光源中具有潜在的应用价值。     

氟化物光纤达到最高限度的可靠性

就 1550 nm传输窗口的多信道传输系统来说 ,科学家们正在寻求把越来越多的数据挤进一根光纤中的方法。日本 NTT公司的最新研究建议的氟化物光纤放大器可能就是答案。由氟化物光纤制成的光放大器在掺铒光纤放大器所不能达到的波长范围具有很大的潜力。例如 ,掺镨氟化物光纤可以有效地放大 130 0 nm波长的信号 ,而掺铥系统则可在 140 0 nm和 16 0 0 nm处获得增益。可是 ,迄今为止 ,关于氟化物光纤可靠性和稳定性的疑问一直阻碍着它们有效地用于商用网络中去。潮气浸入引起的腐蚀是一个最大的问题。这些担心因 NTT公司光子和电子学实验室的 …     

基于ICCD的高压电晕放电紫外光谱检测

对高压电器局部自持放电的光强谱系的强度分布进行了分析,建立了高压电晕放电紫外光谱特征谱线下光强与探测距离的关系,并采用紫外光谱功率法对高压电气设备的电晕放电进行了实验研究。实验系统包括针极放电装置及ICCD探测器,通过光纤传输对日盲区紫外光谱进行探测。试验中调整光纤探头位置,分别改变光纤探头垂直距离和光纤探头距中心点左右偏移距离,采集相应的紫外光谱,并对波长为262.773 nm、265.456 nm 和274.435 nm处的光谱强度与偏移位置之间的关系进行数据拟合,拟合后的指数函数形式与理论分析相吻合。对采集的紫外光谱数据采用Burg递推算法进行功率谱估计,发现大约350 Hz的功率谱密度可作为特征参量,表明了对电晕放电点识别的可行性。     

STM光纤探针的研制

以普通的石英光纤为材料运用腐蚀－熔拉－腐蚀复合的方法制备出光纤探针，而后在针尖表面镀上一层数十nm厚的金属膜。达到导电性，使其能传导隧道电镜，并在STM上取得了理想的测试结果。     

Mechatronics and control of a long-range nanometer positioning servomechanism

Since the manufacturing accuracy of semiconductor and biochemical products is increased to nanometer level gradually, the development of long-range positioning servomechanism has become a hot research topic. The piezoelectric actuator is widely chosen to design precise positioning system for achieving the sub-micro or nano-position. However, their motion range is only 100 μm. Here, a long-range nanometer positioning servo system with AC servo motor and ball screw mechanism is built for the precision manufacturing purpose. It needs a special design control algorithm to obtain quick transient response and precise steady state accuracy. A new model-free fuzzy controller is designed to control this low-cost motion stage for achieving nanometer step response positioning. It has a novel gain auto-tuning strategy in response to the transient or steady state responses requirement. The experimental results show that this approach can reach more than 30 cm stroke and the step response error is less than 60 nm.     

表面粗糙度激光散射检测的多波长光纤传感器

材料表面的散射特性和表面粗糙度对产品的性能有十分重要的影响,基于激光散射原理设计了用于检测表面粗糙度和表面散射特性的多波长光纤传感器。光纤传感器的探头采用特殊的几何设计,用650 nm、1 310 nm和1 550 nm激光作为光源,选择2 mm的工作距离作为最佳测量距离,对不同表面粗糙度的样品进行了测试和分析。实验结果表明:同一波长下,随着表面粗糙度的增大,以外磨样品为反射面测得的反射强度减小;同一粗糙度下,入射波长越长,反射强度越大。多波长光纤传感器可以精确地测量表面粗糙度,并能有效地减小系统误差。系统误差分析得到传感器的相对误差范围大约为3.56%~7.43%。     

反射式掺杂液晶光子晶体光纤电场传感实验研究

提出了一种反射式结构的掺杂向列液晶(NLC)光子晶体光纤(PCF)电场测量传感器。传感器由小于1cm长的掺入液晶实芯PCF构成,在掺杂光纤端面镀Ag膜以提高端面反射率。通过实验,测量出了反射光强随电场强度增加的变化情况,证实了设计的传感器可以用于电场在1.4～3.7kVrms/mm范围内的电场测量,同时获得了镀膜对反射光强的影响以及对传感器灵敏度、精度的影响。     

光杠杆式nm级微位移激光测量系统的研究

提出了一种全新的nm级微位移测量方法，改进了传统光杠杆测微位移的原理，研究开发了一种激光微位移测量系统。该方法可以将微位移量放大10^2量级以上，测量系统的理论分辨率为4nm、实测分辨率小于10nm，实验验证了该系统的可行性和可靠性。该系统适用范围广、灵敏度高、重复性好和结构简单，便于构成微电机系统（MEMS），实现系统微型化及自动化。     

多点光纤光栅测温系统在渗流监测中的应用研究

为了监测土石坝内的渗流水的情况,提出一种多点光纤Bragg 光栅传感器(FBG)的结构,采用InGaAs光电探测器阵列探测光强的光纤光栅传感阵列的波长解调方法。根据室内实验结果,对多点光纤光栅传感系统的可行性和监测数据的可靠性进行分析, 给出用于坝体温度场监测的光纤光栅传感器波长温度响应灵敏度可达到0.0091nm/℃。工程中采用电热脉冲方式对传感器附近小范围的土壤进行加热,使其与水的温度形成一定的温差,实测结果表明可以利用光纤光栅传感器监测温度异常的方法判断是否发生渗流, 从而实现对坝体内集中渗漏点的定位和自动监测。在系统防雷击、抗干扰性方面, 采用光纤光栅传感监测系统与传统仪器相比具有明显优势。     

一种新型的STM探针

以普通的石英光纤为材料，用熔拉腐蚀复合的方法制备出nm量级的光纤探针，而后在针尖表面镀上数十nm厚的金属膜，达到导电性，使其能传导隧道电流，从而研制出一种新型的扫描隧道显微镜（STM）光纤隧道探针，在STM上取得了比较理想的实验结果。本文将光纤隧道探针与金属隧道探针作了比较，并对其性能作了分析。     

在SiO2中掺Al对Au/纳米(SiO2/Si/SiO2)/p-Si 结构电致发光的影响

利用射频磁控溅射方法,制成纳米SiO2层厚度一定而纳米Si层厚度不同的纳米(SiO2/Si/SiO2)/p-Si结构和纳米(SiO2∶Al/Si/SiO2∶Al)/p-Si结构,用磁控溅射制备纳米SiO2∶Al时所用的SiO2/Al复合靶中的Al的面积百分比为1%．上述两种结构中Si层厚度均为1—3nm,间隔为0.2nm．为了对比研究,还制备了Si层厚度为零的样品．这两种结构在900℃氮气下退火30min,正面蒸半透明Au膜,背面蒸Al作欧姆接触后,都在正向偏置下观察到电致发光（EL）．在一定的正向偏置下,EL强度和峰位以及电流都随Si层厚度的增加而同步振荡,位相相同．但掺Al结构的发光强度普遍比不掺Al结构强．另外,这两种结构的EL具体振荡特性有明显不同．对这两种结构的电致发光的物理机制和SiO2中掺Al的作用进行了分析和讨论．