一种新型的波导矩阵光开关

摘要：在分析马赫-曾德尔干涉仪（MZI）基本结构的基础上,定义了二种开关形式,以二者作为结构单元,采用Banyan网络结构,提出了一种新型的可实现1：k(k＞1)多路连接的波导矩阵光开关,以2×2、4×4矩阵光开关为例,给出了该类光开关的结构和功能。对MZI结构进行了性能模拟和优化,分析了Banyan网络中交叉连接损耗与交叉角度的关系,并由此对整个开关的插入损耗进行了分析。基于PLC技术制作出相应的MZI开关单元及2×2、4×4波导SiO2光开关实物,测试结果与仿真结果基本吻合,开关时间均小于1ms,该类光开关能够很好地实现多路开关的功能。     

微纳流体光波导及其在生物传感器中的应用

微纳流体光波导融合了微观流体与微光学特征,能够在相同物理空间实现流体介质和微光学信息功能及结构的集成,是生物化学分析及生物传感器的关键器件.本文综述了微纳流体光波导研究现状及其在生物传感器和生物化学分析中的应用实例.论述了实现微纳流体光波导的全反射机理、多层干涉效应,抗谐振反射机理,以及基于上述机理实现的各种流体波导形式.重点分析了基于微纳流体层流效应的全流体波导,基于多层干涉效应的Bragg光波导、空心光子晶体波导、狭缝光流体波导、抗谐振反射光波导等多种波导的特点.指出狭缝光流体波导和抗谐振反射光波导具有更好的设计灵活性,且检测灵敏度高、可靠性好、易于集成制造,可望在生物传感器及微纳流体光学系统中得到更广泛的应用.     

一种采用光波导的触觉传感器

给出了一种能敏感三向力、并能得到受力位置的光波导触觉传感器之工作原理和基本结构.这种传感器由光波导、橡胶垫、PSD、CCD及信号处理电路组成,通过图像处理可获得三向力,采集PSD的输出电流可得到受力位置.     

增强现实近眼显示设备中光波导元件的研究进展

增强现实技术是一种将虚拟环境信息叠加在真实世界中并加以有效利用的一种新型显示技术,在教育、医疗、旅游、汽车、建筑等领域有广阔的应用前景.增强现实近眼显示设备是增强现实技术的重要组成部分,而光波导是实现增强现实近眼显示设备高性能与微型化等特性的核心光学元件.光波导主要分为几何光波导和衍射光波导,几何光波导原理简单,其制备...     

电纺氧化硅凝胶亚微米光波导

利用静电纺丝技术制备了有机硅微纳凝胶光纤.在酸性条件下对正硅酸乙酯(TEOS)和正辛基三乙氧基硅烷(Octyl-triEOS)进行水解缩聚,同时掺杂氧气敏感荧光指示剂tris(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) ruthenium( Ⅱ) chloride[Ru(dpp)3Cl2],反应形成黏稠的溶胶溶液.然后,在10 kV高压静电场作用下对溶胶进行静电纺丝,获得直径为900 nm的凝胶纤维,并对拉锥后的多模光纤与电纺制备的微纳光波导纤维进行倏逝场光耦合,同时检测该纤维的氧气传感特性.实验结果表明:电纺制备的纤维具有光滑的表面结构,直径均匀,能够与拉锥后的光纤进行强烈的倏逝场耦合,同时激发纤维内部荧光指示剂,发射595 nm荧光.该纤维具有明显的氧气敏感性,在氧气浓度为0％～100％(体积比)时,荧光淬灭程度I0/I与氧气浓度呈线性关系,响应时间低于100 ms.     

一种分析磁光波导的近似方法

提出了应用频谱指数法对磁光薄膜波导中非互易相移进行近似计算的模型.频谱指数法可以快速而准确地求解在磁光薄膜波导中传播的电磁波方程,得到本征模的传播常数及电磁场的截面分布状态.这种方法通过运用傅立叶变换对肋形光波导产生一频谱指数,进而将求解的问题简化为求解一维方程,因而很容易对方程进行求解.与精确的数值分析法(如有限元法,有限差分法等)相比,计算的复杂度大为降低,在保证计算精确度的前提下,计算速度显著提高.     

质子交换Z切LiNbO3光波导电光效应的研究

电光效应是LiNbO3光波导的重要特性。但质子交换对LiNbO3光波导的电光系数γ33有较大的损失,当经过一定时间的退火处时后,其值得到一定程度的恢复。采用相位检测法,测量电光系数γ33值。分别对质子交换和退火后的LiNbO3光波导进行测试。并用对测试结果进行了分析,得出了合理的结论。     

基于光弹效应的三分量光弹波导加速度传感器

摘 要：为了实现强电磁场环境下的三维地震高精度勘探,设计了三分量光弹波导加速度传感器。对该传感器的集成光路、三分量谐振子进行了研究。首先,利用光弹原理设计出可检测加速度的三个轴向分量的集成光路。为了达到尽可能降低加速度各分量串扰的目的设计了组合式三分量谐振子。然后,依据LiNbO3光波导相位变化规律对影响该串扰的交叉轴灵敏度和横向灵敏度比进行了分析。最后,设计出该传感器的总体结构。试验结果表明：该传感器的自然频率为3500 Hz, 横向灵敏度比为0.11%。所设计的传感器具有较宽的频带、良好的线性频响特性,能够满足高精度地震勘探的要求。     

光波导中受控光信号时延研究

提出了一种光波导中全光等效光速减缓方法,并结合计算机模拟和实验结果进行分析。在光折变波导材料中采用掩模法光写入Bragg光栅。随后在波导背面用红拍频激光对Bragg光栅进行擦除,使局部光栅被擦除而形成移动腔,其内可存入并传输信号。通过改变拍频光的群速度的方法,达到控制光信号传输速度的目的。该系统提供了一种实现等效光速减缓的新途径。     

一种新型的波导组合件——小R波导弯角件

当前,国外在很多频段的馈线系统中,采用一种新型的结构件——组合波导元件。这种组合波导元件采用预先生产好的各种小R波导弯角件(见图1),配上一些直波导段拼装焊接而成,加工极为方便。图2就是用三种弯角件(90°H,90°E,45°H)拼焊而成的组合波导。由于大容量微波通信对波导传输系统要求越来越高,不仅要求整个系统的电压驻波比低,而且系统内各个基本波导元件驻波比必须很小,一般不允许超过1.02。如果电压驻波比     

用于光阻断效应的B270-As_2S_8复合光波导的设计

尽管可以采用光折变技术制备硫化砷条波导,但工艺参数控制复杂,且传输损耗较大。为了解决这一问题,提出了一种用于光阻断效应的新型B270-As2S8复合光波导结构。该设计根据光波导模式耦合的基本原理,借助波束传播法(BPM)仿真软件,主要通过对离子交换波导交换时间和As2S8薄膜厚度的匹配设计,实现了632.8nm波段导波模场分布集中在As2S8薄膜中传输,并始终维持单模特性。这个特点为有效实现光阻断效应提供了条件,非常具有实用价值。     

光波导气体传感器

本文概述了光波导气体传感器的结构,工作原理,对待测气体所引起的光波导表面染料膜的光吸收系数和折射率的改变与透射光强度的关系进行了理论分析和计算,给出了最佳膜厚度为d_esinθ_v/2。     

一种新型基片集成脊波导结构的设计

为了解决基片集成波导带宽窄的局限性,设计了一种新型的基片集成脊波导(ridge substrate integrated waveguide, RSIW)结构。该结构在传统的基片集成脊波导基础上采用了不同介电常数的两层介质板,同时在其两侧还设置了两排周期性排列的空气孔。仿真结果表明:所设计结构的单模工作带宽达到10.88 GHz,相对带宽B达到了4.42,相比其他结构的单模工作带宽和相对带宽分别提高了57%和18.8%;该结构在整个通带范围内表现出了良好的传输特性,能够覆盖整个超宽带范围的应用。该设计为解决基片集成波导带宽窄的局限性以及实现紧凑型宽带互连提供了参考。     

光波导三向力触觉传感技术的研究

本文提出了一种新型光波导三向力触觉传感技术,论述了其工作原理和基本结构,并根据工作原理设计了实验系统。实验结果证明了该新型传感系统的可行性和理论结论的正确性。     

一种新型的光子晶体波导

提出了一种新型的能够实现定向辐射的光子晶体波导。数值仿真结果显示这种光子晶体波导具有更好的定向辐射性能。这种结构能够用于提高传统的介质波导和光子晶体波导之间的耦合效率。     

玻璃基硅光波导的研制

采用硅-玻璃键合和选择性腐蚀技术研制出了玻璃上硅(SOG)光波导材料。所研制出的光波导材料表面质量主要取决于所用绝缘体上硅(SO I)材料。当所用SO I材料为基于SIMOX技术的材料时,表面RM S粗糙度为3nm左右,自相关长度为100nm左右。采用SOG材料所制作出的脊型光波导的传输损耗与相应的SO I材料上制作出的光波导相当。这种光波导材料既具有SO I材料的众多优点,还可以在器件制作中同时实施硅的下界面处理,同时它采用玻璃作为波导的下限制层,得到较厚的下限制层。