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.     

多体系统理论的四轴运动平台综合空间误差建模

平面波导芯片与阵列光纤之间的对准,主要依靠器件封装设备运动平台的六维全空间亚微米精度运动控制,来实现其精确定位对准,基于多体系统理论,阐述四轴运动平台综合空间误差的建模过程,为阵列光波导器件封装设备运动平台的精度分析和误差补偿,提供一种理想的建模技术.     

B270-As_2S_8复合平面波导制备技术研究

为了制备As2S8波导,提出一种兼顾导波和光子作用的复合波导结构,叙述了B270-As2S8复合平面光波导的制备工艺。实验制备了复合平面光波导,采用双棱镜耦合的方法激励复合平面波导的导模,实现导模在波导中的传输,并且在复合平面波导上实现光阻断效应。结果表明该复合平面波导具有良好的传输特性,可应用于制备光开关等波导器件,具有一定的应用潜力。     

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。     

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。     

波导光存储信息读出方法实验研究

波导多层光存储器件是由多层平面光波导结构叠加而成,一层光波导结构记录一层信息.基于波导原理,信息逐层读出时可以有效地防止层间串扰从而实现多层信息连续读出,因而单层信息的读出是波导多层光存储的关键技术之一.本文对波导单层信息读出方法进行实验研究,实现了单层信息的静态读出,对该技术的进一步研究及实用化有重要的参考价值.     

倏逝场照明的集成零模波导纳米孔芯片

为了降低零模波导照明系统的成本、缩小尺寸,设计并完成衍射光栅、光波导以及零模波导的片上集成,并对集成化芯片的微纳结构及性能进行验证.采用时域有限差分法对集成化芯片进行了仿真设计,基于微纳加工手段制备出片上衍射光栅、光波导以及零模波导阵列结构,对微观结构进行表征,并借助荧光微球对芯片的性能进行验证.通过荧光微球测试,制备...     

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.     

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。     

氧化硅亚微米纳米线光波导的制备

介绍一种新的氧化硅亚微米纳米线光波导的制备方法。使用这种方法制备出的光波导具有良好的直径均匀性和表面粗糙度,满足低损耗传输的要求。纳米级的尺寸以及独特的光学特性,使得亚微米纳米线光波导在亚波长结构的微电子、光电子及光子器件中具有较好的应用前景。     

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.     

用于光电子器件封装的微操作系统

介绍了用于光波导与光纤耦合对接的微操作系统的构成,并对该系统的若干关键技术进行了讨论,包括微操作机构设计、系统标定、视觉伺服系统、微光功率检测控制系统、光功率搜索的路径规划以及微流量进给系统等.提出了构筑该系统的注意事项和解决方案.     

高折射率镀膜聚合物波导传感器的制备

为了提高利用倏逝波传感的光纤传感器的灵敏度问题,仿真并验证了一种基于高折射率镀膜的光纤传感器.首先两根光纤之间利用激光诱导波导自行成技术形成聚合物波导,并在波导表面镀上一层高折射率Ta2O5薄膜以增强波导表面倏逝波强度,从而增加传感器灵敏度.根据聚合物波导制备结果,使用COMSOL Multiphysics?软件对Ta...     

光波导功分器的短缩优化设计方法研究

提出并验证了一种针对光波导功分器短缩化的新的设计方法。在BPM软件仿真运行的基础上,归纳了单位圆心角弯曲损耗与曲率半径之间关系的仿真实验公式,建立了光波导功分器各级Y分支之间的单调弧形连接模型,确定了光波导分路器的长度、总的弯曲损耗、单口弯曲损耗以及均匀性的计算公式。综合考虑光波导功分器各参数间关系,采用了遗传算法全局优化技术,设计了合理可行的评价函数。通过对1×8石英光波导功分器的验证表明,与现行同类产品相比,插入损耗和均匀性指标持平,有效长度缩短了3.5mm以上。     

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。     

基于有限元接触变形的光波导三向力触觉传感系统

通过有限元分析方法对一种新型光波导三向力触觉传感系统进行理论探讨和仿真实验，提出相应的数学模型，并设计专门的实验传感系统，实验数据结果验证了理论分析，从而在理论和实验上证明了该新型光波导三向力传感方案的可行性。     

减小SiO2光波导表面粗糙度的ICP干法刻蚀工艺研究

波导表面粗糙度引起的散射损耗是SiO2光波导传输损耗的主要来源,通过降低表面粗糙度可以获得低损耗SiO2光波导。通过优化ICP干法刻蚀工艺的各参数(如温度、压强、气体流量、感应/偏置功率等)获得了低粗糙度的SiO2光波导,并采用SEM和AFM对刻蚀表面粗糙度进行了定量测试。采用优化刻蚀工艺可将表面粗糙度从35.4nm降低到3.6nm,波导传输损耗约为0.1dB/cm。     

平面波导窄带干涉滤波方法的研究

基于多层膜干涉滤波的理论提出了一种在平面波导通道中进行干涉滤波的新方法,这种方法可以使窄带滤波器完全集成在波导通道中,实际上就是波导通道的一部分。根据这种方法优化设计了两种波导干涉滤波器单元器件,并且以27层开放式波导干涉滤波器双腔结构为例,计算了垂直入射时的输出光谱和单腔结构滤波后的场强分布。最后,分别分析了滤波器的波导膜的材料、厚度和信号入射角度对输出光谱的峰值透过率、通带半宽度、消光比以及有效区域的影响,提出了进一步优化的方向。这种在平面波导通道中直接进行窄带滤波的技术将在光通信、光传感和光信息处理等很多方面有广泛的应用。     

窄谱光干涉测速系统及其优化设计

提出并优化设计了一种结合光波导谐振技术的窄谱干涉的测速(或测长)技术及其系统,该技术兼有白光干涉的绝对测量和单色光干涉响应多普勒频移的特点。工作光波由分布式反馈激光器经双环石英波导谐振后提供,两支同源窄带光经多普勒频移后叠加干涉,干涉结果包含了速度信息。优化设计采用了多目标优化SPEA2算法,数值仿真结果显示,系统可以达到0.01mm/s速度变动的测试响应。     

二氧化硅平面波导集成光开关器件研究

基于二氧化硅平面光波导平台,设计并制作了一种多模干涉马赫曾德型的低功耗热光开关。该器件结合了多模干涉耦合器的稳定性及二氧化硅波导和热光开关的低损耗等优势。经仿真,对器件参数进行了优化,并讨论了金属层与波导的间距对传输光强及功耗的影响。测试结果表明,该器件的结构稳定,偏振依赖小,插入损耗低于2 dB,能实现开关的转换,功耗为450 mW左右,开关响应时间为103 μs和113 μs,在1 564 nm工作波长下消光比超过16 dB,尺寸为2.30 cm×0.25 mm。该器件不仅与互补金属氧化物半导体工艺相兼容,同时与光纤之间也有较好的兼容性。二氧化硅波导光开关器件具有成本低,产量大,性能稳定的优势,能给光通信及光计算的未来发展提供可靠的基础。