提高光纤定向耦合器互易性工艺的理论分析

文中提出了一种提高定向耦合器分光比精度,特别是互易性的方法.利用耦合器交叉臂90°相移,实现检测分光比之差,从而实现高精度的耦合器.特别是在分光比50∶50的情况下,耦合器分光比的偏差仅受限于检测器的灵敏度.对于保偏耦合器,该方法可以分别监控消光比和分光比.用这种方法制作出的光纤耦合器可以应用于光纤陀螺,以保证顺时针和逆时针方向的信号光具有更好的互易性,从而提高陀螺的检测精度.     

一种新型微波大功率双定向耦合器的设计

分析了现有微波大功率测量装置中定向耦合器的优缺点,提出了一种新型的用于测量微波大功率信号的双定向耦合器。该双定向耦合器可以同时测量传输信号和耦合信号,在小孔耦合的基础上利用耦合片实现信号的耦合。耦合片安装在耦合头内部,耦合头作为一个独立的装置可以根据波导的尺寸调整安装位置。通过调节耦合片与波导的距离,祸合系数可以在一定范围内调节。利用HFSS进行了全波电磁场仿真,在ISM频段利用BJ-26波导验证了设计。该双定向耦合器体积小,易于装配,特别适用于大功率、双向测量的场合。     

一种新型模式耦合器的设计及应用

基于多模干涉耦合器光波导结构提出一种新型模式耦合器。该模式耦合器在对下行光信号分束的同时,实现对上行光信号的低损合束。文中研究该模式耦合器针对GPON(吉比特无源光网络)、XGPON(10千兆比特无源光网络)、EPON(以太网无源光网络)和10G-EPON等无源光网络应用的光损耗特性。研究结果显示,该模式耦合器能有效降低无源光网络的上行光链路损耗,提高系统光功率预算。在此基础上,文中还提出基于该模式耦合器的PON OLT(光线路终端)光模块实施方案以及基于该模式耦合器的长距大分光比PON的网络架构。     

一种表面等离子体激元定向耦合器的传输特性

利用三维全矢量时域有限差分法(FDTD)数值模拟了一种波导间隔金属条高度小于金属层厚度的表面等离子体激元(SPP)定向耦合器,并分析了其在基模传输时的模式场分布和能流密度分布,讨论了耦合长度、最大转移功率与间隔金属条高度的变化关系。结果表明,波导内沿纵向的能流密度在靠近间隔金属条部分的强度更大,有助于提高波导间耦合效率,并且当减小间隔金属条的高度时可以有效缩短定向耦合器耦合长度。这种亚波长定向耦合器结构可以应用在基于表面等离子体激元的集成光路中。     

用电化学腐蚀法制备氧化多孔硅波导定向耦合器

用一种聚合物材料薄膜作为掩膜 ,通过在电化学腐蚀过程中控制腐蚀电流和时间 ,首次制备出了氧化多孔硅波导定向耦合器。实验中用波长为 980nm的激光作为信号光源 ,观测到了样品的耦合光信号。给出了耦合器耦合系数不确定的因素 ,同时也分析了多孔硅波导传输损耗形成的原因。     

光电话耦合夹钳的优化光路结构设计

光电话耦合夹钳是一种在裸光纤间提供光纤无损伤光信号双向耦合的光纤无源器件,文章用光纤弯曲损耗和几何光学原理分析了它的光路结构与光纤弯曲损耗及耦合效率的关系,并在自聚焦透镜的基础上提出了一种优化光路结构设计方法.     

基于耦合边界的紧凑型光子晶体定向耦合器的优化设计

本文采用平面波展开法分析了双线型缺陷并列平行光子晶体波导的带隙结构、缺陷模式及耦合长度,提出了一种具有耦合边界的光子晶体定向耦合器,并探讨了光波在其中的传输性能.同时基于平面波展开法及时域有限差分法,深入分析和讨论了光波在光子晶体并列波导、光子晶体直角转弯模块中的工作模式和传输特性.利用该光子晶体定向耦合器结合光子晶体转角器件可以将两根平行标准单模光纤传输模式组合成交叉态、直通态和功分态等状态.仿真结果表明在交叉态和直通态时,使用该光子晶体定向耦合器的传输峰值可以在较大频率带宽内达到90%以上.     

谐振式光纤陀螺环形谐振腔的偏振问题

谐振式光纤陀螺(R-FOG)中,偏振波动引起的检测信号漂移对陀螺系统的检测精度有重要影响.通过矩阵法,分析系统中光纤耦合器不同偏振本征态(ESOPs)的耦合系数差异,与所引起的系统零偏的关系,得剑其与两个偏振本征态耦合系数以及光纤环形谐振腔参数间的解析表达式.利用该解析表达式,求解系统零偏为极值时,耦合器不同偏振本征态的最佳耦合系数;该最佳耦合系数仅与光纤环形谐振腔的损耗参数有关.通过Matlab软件进行数值拟合,得到不同偏振本征态耦合系数与系统零偏之间的关系曲线.从理论上建立耦合器耦合系数偏振相关引起的噪声模型.利用该理论模型,对已报道的R-FOG开环实验系统中偏振波动引起的系统零偏进行了估算.     

一种新型螺旋宽边耦合的定向耦合器

设计了一种新型螺旋宽边耦合结构的微型定向耦合器,并用电容补偿法改善了回波损耗和隔离度。利用三维电磁场分析软件对定向耦合器三维结构进行了建模分析和仿真优化,回波损耗和隔离度在600~900 MHz时大于25 dB,试验样品的测试结果与仿真结果吻合。     

高功率侧面抽运耦合器及其应用研究

抽运耦合器是高功率光纤激光器的关键无源光器件,可以将多路抽运光高效率地耦合进双包层光纤中,从而为光纤激光器提供所需的抽运功率,所以抽运耦合器是研制高功率光纤激光器首先要解决的问题。采用氢氧焰熔接方法,研制了一种高功率侧面抽运耦合器,在最大抽运功率为100 W时,耦合效率94%,信号光插入损耗0.15 d B,附加损耗0.2 d B,主光纤分光比99%,方向性22.5 d B。利用该耦合器搭建了百瓦级光纤激光器,当总抽运功率为185 W时,在1080 nm处获得的激光输出为103 W,光-光转换效率为56%。该高功率侧面抽运耦合器可用于输出功率为百瓦级和千瓦级的高功率光纤激光器。     

基于衰减量调节的VHF/UHF频段发射机互调发射抑制比测量方法

设计了以可调衰减器和定向耦合器为核心器件的发射机互调发射电平测量链路,建立了定向耦合器各端口的互调发射信号模型,分析了互调发射信号功率随可调衰减器衰减量变化的规律.依据理论分析结果,研究了干扰信号源的一次反射互调信号功率、被测发射机二次反射互调信号功率和互调信号耦合功率等误差项的消除方法,设计了基于可调衰减器衰减量调节的、适用不同互调发射类型的互调发射抑制比测量流程.对实际电台的测量结果表明,测量结果与理论分析结论完全一致,验证了本文提出的互调发射抑制比衰减量调节测量方法合理性和准确性.     

一种提高RFID系统中耦合器定向性的方法

微带的定向耦合器是一些RFID系统中的关键性部件,功能一般是分离存在于信道中reader输出的信号和从天线接收的tag信号。定向耦合器的性能直接影响了系统所能辨识tag信号的能力,系统一般要求性能比较良好的定向耦合器。但是由于微带型定向耦合器其本身的奇偶模不平衡性,定向性一般不高。这里介绍一种新型的改进方法,通过调节耦合端的高阻抗线长度和宽度,使得定向性得到很大的提高。     

A Side-Arm-Switched Directional Coupler as a Single-Step Attenuator of High Long-Term Stability

This paper describes a single-step attenuator for values below 0.1 dB of very high long-term stability. This uses a directional coupler with a fixed short circuit at one coupled port and a switchable match-or-short at the other. The value of the attenuation step in the transmitting path is governed by the coupling and thus very small steps may be achieved readily. The attenuator is analyzed in full and relationships for a leaky directional coupler are given, together with a flowgraph model of a nonideal coupler.     

Waveguide modulators with extended linear dynamic range-atheoretical prediction

A novel modification of the directional coupler modulator is described that reduces the nonlinear distortion and improves the linear dynamic range. The calculated results indicate that the ratio of optical signal power to the spurious signal power of this device is 30-40 dB larger than that of a Mach-Zehnder interferometric modulator     

光纤耦合器与速度干涉仪的灵敏度

通过改进光纤定向耦合器的结构,可以显著提高光纤速度干涉仪的灵敏度.该文从熔融拉锥型光纤定向耦合器的数学模型出发进行研究,详细分析了2×2和3×3型光纤定向耦合器在全光纤速度干涉仪(AFVISAR)中的具体作用,并对此两种结构的光纤速度干涉仪的性能(主要是灵敏度)的优劣进行了对比分析,表现出3×3型光纤定向耦合器构成的两端探测系统的优越性.最后提出采用N×N型光纤定向耦合器可能带来的光纤速度干涉仪性能的提高和适用局限性.     

面向可见光通信的硅基InGaN/GaN多量子阱波导定向耦合器光子集成芯片

利用可见光信号作为新型信息载体的光通信技术近些年来得到长足发展,为了开发新一代光子集成芯片作为可见光通信网络的终端器件,满足可见光信号发射、接收、传输与处理的复合需求,该文基于硅基InGaN/GaN多量子阱材料,设计了一种集成可见光波段微型发光二极管(LED)光源、波导定向耦合器、微型光电探测器于一体的光子集成芯片。该芯片利用InGaN/GaN多量子阱材料的发光探测共存现象,实现了上述复合功能。微型LED光源作为发射端,可以发射出蓝色波段的可见光信号,其发光强度受到注入电流的线性调制,可实现调幅可见光通信,适合作为可见光通信的发射端。微型LED光源发射的可见光信号传输进入波导定向耦合器,实现了片内有效传输耦合和光功率平均分配。经过耦合传输的可见光信号进入微型光电探测器,可以监测到与耦合传输的光信号强度相匹配的光电流。最后,可见光通信测试也表明该芯片可实现有效的可见光通信。该研究为发展面向可见光通信网络需求的复合功能光子集成芯片终端提供了更多可能性。     

Improved light coupling efficiency of organic light- emitting diode and polymer optical waveguide integrated device by grating coupler

In this work, the light coupling efficiency of organic light-emitting diode (OLED) and polymer optical waveguide integrated device was improved by the grating coupler. To maximize light coupling efficiency, the grating coupler was optimized by finite-difference time-domain (FDTD) method. Based on the simulation results, the grating coupler was fabricated via laser interference lithography process and an OLED was integrated on the surface of it. Comparing the integrated devices without and with grating coupler, light coupling efficiency of the grating-based integrated device was improved by about 5%. The proposed integrated device has the potential application for low-cost and flexible monolithic optical sensors.     

矢量网络分析仪反射测量误差分析与修正

本文介绍了定向耦合器在矢量网络分析仪反射测量中的作用,分析了定向耦合器导致方向性误差的原因:耦合端出现的信号中包含有泄漏过去的非理想信号,在定向耦合器的耦合端口是被测件反射的信号,是理想的被测信号,但实际的定向耦合器并不理想,一小部分信号在经被测件反射之前便泄漏到了耦合端口。耦合端口的信号中包含有泄漏过去的非理想信号,从而给被测件的反射测量引入了误差。文中给出了单端口误差模型以及误差修正的方法,并以某型手持式单端口矢量网络分析仪为例给出了经误差修正后测量精度的提升效果。     

光方向耦合器汉明函数之波导结构影响

在本文章中研究光方向耦合器汉明函数之波导结构影响.传统的光方向耦合器之理论是由绝热的条件下所获得之结果,因此在波道耦合长度不夠长时则变得可疑,有鑑于此需要依靠光束模拟软体.在文章中有两个主要的指标:第一个为理论所适用的范围,第二个为最佳化低串扰、宽频宽和较短的耦合器长度.最后由结果得知我们所提出使用的汉明权重函数在此架构下能获得较佳的设计结果.     

小型化高方向性的微带双定向耦合器设计

为解决弱耦合时微带平行耦合线定向耦合器方向性低的问题,提出了适用于大功率场合的小型化高方向性微带双定向耦合器。基于传统四分之一波长平行耦合三线微带双定向耦合器结构,采用扇形微带电容加载可明显减小耦合器尺寸并增大隔离度,通过耦合边缘引入锯齿结构进一步提高了方向性。负载电阻采用扇形微带短截线接地设计,避免电气化过孔,使得加工更加简单。设计了一个中心频率为915 MHz、耦合度为20 dB 的微带双定向耦合器,利用HFSS 仿真软件对耦合器结构进行优化设计,并做了实物加工和测试。实测结果表明,在中心频率处耦合度为20.2 dB,方向性达到32.1 dB;在0.74~1.35 GHz 频带内,输入匹配良好,耦合度波动小于0.5 dB,方向性高于20 dB。