测试消光比的衰减系统研究

基于偏振干涉原理,设计了一种用于测量偏光镜消光比的连续可调智能化衰减系统。该系统由3个标准偏光镜、1个632.8 nm的1/4波片、1个步进电机和微机共同组成,其中1个偏光镜的主透射方向和波片快慢轴的夹角为45°并组成标准圆偏器,利用计算机控制步进角为0.25°的步进电机旋转圆偏器,从而达到连续衰减光强目的。其衰减范围可在0~60 dB间扩展,插入损耗小于1.2 dB。用该系统测量时,可得到优于10-7量级的消光比值。对衰减系统的调节机理进行了分析,并给出圆偏器旋转不同角度下系统的透射曲线。     

基于偏振消光的全光纤衰减器

提出了一种基于偏振消光原理的新型连续可调全光纤衰减器,用琼斯矩阵方法分析了保偏光纤偏振器组合的衰减器的衰减原理,模拟分析了偏振器的消光比对衰减器的动态范围的影响.实验证明用分辨率为5 000 step/rotation的伺服电机和两个消光比为30 dB的保偏光纤偏振器组成的衰减器能获得27 dB的衰减动态范围、0.126%的光强分辨率和0.5 dB的损耗,并具有结构简单、可靠性高、稳定性好、不改变光束特性等特点.该器件已经在惯性约束核聚变(ICF)的时间脉冲整形系统中获得应用.     

MEMS可调式光衰减器性能测试及其分析

采用微细加工的方法研制出了一种可调式微机械光衰减器 ,对该衰减器的性能进行了测试 ,并对影响其光学性能的因素作了分析。测试表明 ,该衰减器的插入损耗<3dB ,衰减范围 0～ 4 0dB ,回波损耗 <- 45dB ,衰减精度可达 0 1dB。     

低功耗热光可调光衰减器的设计与制备

可调光衰减器(VOA)是波分复用(WDM)系统中最重要的器件之一,它的主要功能是控制和衰减光信号。设计并制备了基于石英衬底的4通道马赫增德尔(Mach-Zehnder)干涉型热光可调光衰减器阵列。首先介绍了热光可调光衰减器的结构和原理,模拟了在有外加偏压时的热场分布,然后介绍了器件的设计及制备工艺过程,并对所制备的器件进行测试。实验结果表明,制备器件的插入损耗小于1.1 dB,动态衰减范围为0~30 dB。在衰减量为30 dB时,外加偏压为12.5 V,功耗仅有120 mW。最后分析了测试结果,并提出了改善器件性能的方法。     

一种采用砷化镓pHEMT工艺的超宽带DC-40GHz 4位单片数字衰减器

介绍了一种超宽带DC-40GHz的4位单片数字衰减器。该衰减器采用0.25μm砷化镓pHEMT工艺制造。据我所知,这种衰减器是至今国内文献报道中带宽最宽的。它通过采用适当的结构来得到超宽的带宽、低插入损耗以及高衰减精度。该衰减器具有1 dB的衰减步进和15 dB的衰减动态范围,插入损耗在40 GHz时小于5 dB,全衰减态及全频带内的输入输出回波损耗大于12 dB。     

一种功率可调的稳定激光光源的实现方法

在光纤通信系统测试中,波长为850 nm、 1310 nm、1490 nm、1550 nm和1625 nm 等的红外激光光源作为信号源具有广泛的应用。该光源需要 具有稳定的输出光功率。通常采用含有衰减片的光 衰减器对其输出光功率进行调节以满足不同场合的测 试与校准需求。通过分析激光器输出功率与 驱动电流的特征曲线,提出了一种在电路上采用压控电 流的方法,实现了稳定光源的输出光功率步进可调(调 节范围为30 dB)。该方法可有效减少光衰减器的使用,缩减测 试系统的仪器数量,提高测试效率,降低测试成本。     

一款高精度大衰减量单片数控衰减器

介绍了一款高精度大衰减量单片数控衰减器的主要技术指标和设计方法。电路设计基于Agilent ADS微波软件设计环境,采用GaAs HFET工艺技术实现。对开关器件建模流程和数控衰减器电路设计流程分别作了相应的描述。针对不同衰减值的基本衰减位,选择合适的衰减拓扑。通过采用创新的大衰减量衰减结构,既实现了63.5 dB的大衰减量,又满足其衰减精度的要求,还达到了整个单片数控衰减器低插入损耗和高衰减精度的目标。单片电路测试结果为:在3～100 MHz工作频率范围内,插入损耗≤2.2 dB,驻波比≤1.4∶1,衰减范围为0.5～63.5 dB。测试结果表明设计方法有效、可行。电路尺寸为3.5 mm×1.4 mm×0.1 mm,控制电压为0 V和-5 V。     

带数字驱动的Ku波段6bit数控衰减器设计北大核心CSCD

采用GaAs增强/耗尽型（E/D）赝配高电子迁移率晶体管（PHEMT）工艺研制了一款带数字驱动的Ku波段6bit数控衰减器微波单片集成电路（MMIC）。该MMIC将数字驱动和6bit数控衰减器集成在一起,数字驱动电路采用的是直接耦合场效应晶体管逻辑（DCFL）电路,6bit数控衰减器由6个衰减基本态级联组成。版图经过合理优化后,最终的MMIC芯片尺寸为2.4mm×1.3mm。测试结果表明,在12~18GHz,芯片可以实现最大衰减量为31.5dB,步进为0.5dB的衰减量控制。衰减64态均方根误差小于0.6dB,附加相移-2°~2.5°,插入损耗小于6.1dB,输入输出驻波比均小于1.5∶1。     

高性能程控光衰减器的设计

基于灰度级中性密度滤光片衰减原理和光电旋转编码器控制技术研制成功的高性能程控光衰减器,取得了优良的衰减准确度(±0.1dB)、衰减重复率(0.015dB)、偏振相关损耗(≤0.03dB)、回波损耗(≥48dB)、插入损耗(≤1.8dB)等技术性能.详细介绍和分析了该光衰减器的关键技术及实施,并给出了相关的性能测试结果.为方便用户使用,光衰减器还设计了灵活的操作界面和计算机远程控制功能.光衰减器的各项技术指标均能满足用户的实际测试需要,在光纤通信领域获得了广泛的应用.     

三偏振系统用于高精度可调衰减器的实验研究

用三只高消光比的冰洲石偏光棱镜组成的高精度可调光学衰减系统,具有使用波带宽(0.3～3μm),可调范围大(约50 dB),读数精(相对误差小于5％)的优点。     

波片延迟误差校正的理论与技术

从几何光学的理论出发,研究波片延迟误差的校正方法。通过研究晶体延迟器件光线入射方向与其延迟量变化的关系,从理论上导出了光线斜入射到波片时波片相位延迟量变化的计算公式,从而证明了可以通过绕与波片光轴平行的轴向或绕垂直于波片光轴的轴向转动波片进行波片延迟误差的校正。用消光法和最小光强法分别对λ/2波片和λ/4波片进行了延迟误差的校正。结果表明,波片的延迟误差可以通过转动波片的方法来消除。     

高速大动态范围偏振消光比测试技术

在保偏传感系统、高速电光调制系统和无源光器件的研制、生产和维护中,对偏振消光比的指标要求逐渐提高,为此提出了一种高速大动态范围偏振消光比测试技术。首先阐述了旋转检偏法的基本原理,然后介绍了本技术中使用的对数放大器功率探测方法,最后将普通型偏振消光比测试仪和改进型偏振消光比测试仪的测试结果进行了对比。结果表明,改进后的偏振消光比测试技术提高了消光比测试的速度和动态范围,解决了当前测试技术存在的问题,因此满足市场中的相关需求。     

晶体二向色性对波片性能的影响

为了更好地在晶体具有二向色性的波段使用波片,采用矩阵光学的方法,分析了晶体的二向色性对λ/4波片产生圆偏光、λ/2波片使偏振面产生旋转以及出射光振幅的影响,当线偏光光矢量与波片快轴成45°入射时,由于晶体的二向吸收,通过波片后的光不是圆偏光而是椭偏光,只有在满足条件时才能得到圆偏光,而且振幅变小;对于波片,考虑二向吸收后,线偏光光矢量的旋转不再是入射光矢量与波片快轴夹角的2倍关系,光矢量的旋转角度和振幅的变化是二向吸收系数及入射光矢量与晶体光轴夹角的函数。结果表明,晶体的二向色性对波片性能的影响是不容忽视的,在器件使用中应该引起人们的注意。     

一种可连续调谐空间光学衰减器的研究

可调谐空间光学衰减器在各类光电系统中具有广泛的应用前景。基于法布里-珀罗多光束干涉原理,创新性地设计了一种适用于相干光束的可调谐空间光学衰减器,该衰减器选取在红外波段具有较高折射率的硒化锌晶体作为材料,结合温度控制系统,实现光功率的调谐。采用Nd:YAG激光器作为光源,对该衰减器的性能进行测量,其调谐范围可以达到3 dB。理论分析表明,相对于热膨胀系数,硒化锌材料的热光系数是决定衰减器性能的关键参量。此外,通过在硒化锌光学平板前后表面镀高反膜,可进一步提高调谐范围。     

保偏光纤偏振特性测试系统的光路研究

光纤陀螺是干涉型传感器,光的偏振特性影响该传感器的精度,因此需要对光纤的偏振态进行精确的测试。目前国外有些公司出售检偏系统,但所给的指标并不高,而且价格也非常昂贵,国内使用的测试系统一般都为自制．精度普遍不高,实际测量的消光比小于系统的理论消光比。有偏振特性系统的设计和测试结果,却没有系统误差原因的详细分析。针对这一问题,在给出了高精度保偏光纤偏振测试系统的光路结构基础上．对系统中影响消光比的光路误差进行了分析和计算。通过理论分析和计算机模拟计算,得到本系统的消光比在给定的误差范围内可以达到55dB,能够满足高精度的测量。同时,在计算中得到了e光和。光的透射率,计算结果中棱镜e光的透射率比以往的结果精确2．34％．     

激光回馈双折射测量系统波片光轴的自动定位

为了解决传统双折射测量系统在调节光学元件的过程中，结构复杂、耗时长且不状态稳定的问题，采用计算偏振跳变曲线中o光和e光低电平占空比的方法，增加了自动旋转波片的功能，优化出一套具有较高工作效率的双折射测量系统。该系统可自动调整波片快轴方向，使其可对准激光器的本征偏振方向，减少了人为判断波片快轴时可能引入的测量误差。结果表明，波片相位延迟的最大偏差为0.65°，标准差降低28%。双折射测量系统的测量精度及稳定性满足工业化生产的要求。     

光纤陀螺仪的光学器件偏振特性测试方法研究

介绍一种能够评价光纤陀螺中各种光学器件（保偏光纤、耦合器、去偏器和集成光学器件）的偏振特性的方法。试验装置用于评价保偏光纤的偏振特性，系统消光比高达55dB。测试3m长熊猫型保偏光纤，测得最大消光比24.6dB。     

扭曲向列相液晶在复合消色差延迟器件中的应用

借助琼斯矩阵对扭曲向列相(TN)液晶的光学性能进行了分析,发现在外加电压调制下的TN液晶盒,在选取的液晶厚度合适时,可等效为对应液晶厚度的特定波长λ/2波片,通过合理的设计搭配,与两个λ/4波片进行组合,使其整体作为一个偏振调制元件。经计算可知,当所加电压大于TN液晶盒转向的阈值电压时,其作用相当于一个消色差的λ/4波片或λ/2波片;当撤掉外加电压时可作为一般的90°旋光器。     

基于π型结构双折射超表面的设计与应用

为了实现结构简单、透射率高的双折射超表面, 采用广义薄板跃迁条件分析了该超表面结构与其周围入射场、反射场和透射场的关系, 并利用介质空间域的表面极化率、磁化率等描述了相应超表面的等效特性, 设计出一种基于π型金属结构单元的双折射超表面。通过将具有梯度透射相位的7个单元按照顺序排列, 形成具有对垂直入射x, y极化电磁波双折射性能的超表面。结果表明, 在波束折射和偏振分束超表面中, 损失均低于-8dB; λ/4波片中达到全透射; 所设计的双折射超表面对垂直入射的电磁波具有高透射特性, 并且能够分离x极化电磁波和y极化电磁波的波束, 实现双折射。该研究结果对高性能超表面的设计与实现具有一定的指导意义。     

Terahertz Wave Polarization Beam Splitter Using Asymmetrical Coupler

This study has proposed and numerically demonstrated a compact terahertz wave polarization beam splitter. The splitter is built by using a asymmetrical directional coupler consisting of a bend waveguide and a slot bend waveguides and achieves a high extinction ratio of 24.88 dB and 16.55 dB for cross and through ports. The optimal coupling region length is found to be 26 μm. By using such a polarization beam splitter, the size of the terahertz wave system could be reduced significantly. The simulation results show that the designed polarization beam splitter can split TEand TM-polarized terahertz wave into different propagation directions with high efficiency over the terahertz wave frequency range from 9.40 THz to 9.65 THz. The device obtained is readily used for a polarization diversity terahertz wave integrated circuit field, particularly for platforms with slot waveguide.