介质光波导器件的最近动向

1.引言近年来,对集成光路进行的研究更加活跃。与前几年相比,无论是单元件或集成器件的性能都有显著改善。这里主要列举了作为基板材料在集成光路的光控制机能器件中,被广泛使用的LiNbO_3和LiTaO_3晶体。这两种材料属于三角晶系3m晶体,具有光学双折射性。LiNbO_3的寻常光折射率大于非寻常光折射率是负单轴晶体,LiTaO_3则是正单轴晶体。它们具有很好的电光和声光特性。到目前为止,LiNbO_3光彼导器件的研     

新器件降低光纤陀螺成本

光纤敏感技术公司（FTC）预计采用光纤通信用的关键元件后可大幅度降低中等性能光纤陀螺（FOG）成本。该公司新的低成本FOG将采用由为光纤通信系统研制的集成光电子组件（IOEM）。IOEM提供闭路干涉计型FOG所需要的一半电子线路，其中包括光源及其驱动器、探测器、滤波器A／D变换器和集成光学耦合器，并将进行大规模生产。预计l”～10”／hr精度的FOG采用IOEM后，其成本约几百美元。对于0．of“儿r高精度FOG，需要在IOEM中用超发光M极管代替激光二极管。该公司正在研制较精确的三轴惯性参考系统，预计重约5磅，采用0．of”／h…     

集成光学在光纤陀螺仪中的应用

集成光学器件人有插入损耗小,驱动电压低,调制带宽大并与保偏光纤兼容等特点,已成为研制闭环光纤陀螺的必然途径。本文对适合于光纤陀螺的铌酸锂集成光学进行了概述,同时结合我所光纤陀螺的研制情况,分析,讨论了几种集成度不同的1．3μm铌酸锂集成光学器件（包括条波导相位调制器,Y分支多功能集成光路和双Y型无源全集成光路）,给出了相应的部分测试结果,最后对集成光学在光纤陀螺中的应用前景进行了展望。     

用于相控阵雷达的集成光学器件

用集成光学器件实现相控阵雷达天线的波束形成、控制和归零,有其独特的优点。本文介绍几种用于相控阵雷达的集成光学器件,包括:LiNbO_3集成光学功分器、电光相位调制器、大动态范围调制器和集成光学巴特勒矩阵。     

中高精度光纤陀螺的误差分析及抑制措施

光纤陀螺（FOG）是惯性导航系统中新发展起来的一代惯性测量元件,其性能深受光源、多功能光电集成芯片及光电探测器等光电器件的影响。文章阐述了中高精度光纤陀螺的主要噪声机理,对两个不同精度等级的陀螺进行了Allan方差分析。根据FOG噪声参数估计值判断出FOG中白噪声和分形噪声的含量,从而验证了FOG的精度级别,并给出了不同精度FOG的改进方案,为提高FOG精度提供了理论指导。     

集成光学调制器在光纤陀螺中的调制特性研究

对高精度光纤陀螺(零漂>0.01(°)/h)中的核心光学器件——铌酸锂集成光学调制器在光纤陀螺中的调制特性及系统测试方法进行了探讨,对其应用及与光路其他各部分配合的技术进行了理论分析和实验研究。与此同时,对该器件在光纤陀螺系统中的特性研究建立了通用的测试系统。文中提出了集成光学调制器与系统匹配的问题。研究结果表明:铌酸锂集成光学调制器的光、电特性以及其电特性与系统的匹配对陀螺的性能发挥着至关重要的作用。     

用于光纤传感器的集成外差光学

集成光学技术能够提供紧凑,坚固的光纤一光学传感器件。这篇文章给出了将外差光学光集成用于高精度测量速度方面的最新进展。包括基本设计概念、各种关键波导元件、制造技术和光学ICs性能。着重阐述了一种新研制的集成光纤激光多普勒速度计。     

全息法研究LN波导基片的光损伤

集成光学是由波导连接许多元器件组成,它们在长时间的工作中必须保持性能稳定,传输的光束不应发生畸变。 LiNbO_3(LN)晶体是性能较好的铁电材     

摘要

本文主要阐述玻璃光学集成线路制造技术的进展.讨论了两种主要光波导制造技术,即玻璃离子交换法和硅基底沉积二氧化硅法,并介绍了玻璃光学集成器件的若干应用及光纤连接和器件封装诸问题.由于需要大量价格便宜的分束器,促进玻璃波导器件制造技术的发展.在相当长的时间已经用微光学器件或熔石英光纤耦合器生产高性能被动式光学器件.虽然现在用上     

光学传感器的实用化动向

光学传感器具有高感度.非破坏性和抗电磁噪声等特性.目前正在大力研究开发并加快实用化进程.其中,以光纤自身功能作成的传感器(功能型).具有小型、轻量、高感度等优点,在光学测量技术中引人注目.部分传感器已进入实用化研究阶段.光纤陀螺光纤陀螺(FOG)与机械式陀螺相比较有许多特性:启动时间短;无需预热;易于全自动化等.当前实用化的FOG是指环形光纤干涉仪.即向偏保光纤线圈导入低相干激光,使之干涉从而检测旋转信号.信号检测则是用压电元件或集成光电子元件进行相位调制,对基波或高次谐波进行数字信号处理求得旋转量.由于采用光纤线圈对称绕制法和引入高性能光偏振器等措施,FOG性能已大为提高.全光纤型FOG正在进行实用化试验.目前.日本已将F0G用于移动物体惯性导航.经1.6～20km车载行驶试验,距离误差最小为0.6m,最大为2.0m.另外,FOG在火箭实际运载中已获得良好的试验结果,证实了在宽旋转速率范围(0.1°/h～352.5°/s)内检测的正确性.     

质子交换LiNbO_3晶体的拉曼光谱研究

研究了纯LiNbO_3晶体和由已二酸与苯甲酸的混合摩尔比分别为30%和80%时的质子源质子交换制作的LiNbO_3晶体的拉曼散射光谱.实验结果表明,纯LiNbO_3晶体的拉曼光谱在O～1000 cm~(-1)的波数范围内有11个拉曼峰,这些拉曼振动模式主要由[NbO_6]氧八面体的振动产生的;而质子掺杂的LiNbO_3晶体的拉曼光谱,在谱线的形状和数量方面,除了与纯LiNbO_3晶体的拉曼峰相同外,还发现了一个与晶体本征缺陷相关的局域模672cm~(-1)峰,它的相对强度随着本征缺陷的程度的增加而增大,同时掺质子的浓度较大时,多数拉曼谱峰位置向高波数方向稍微移动.实验还表明,掺杂质子浓度越大,波导的模数越多,表面折射率变化、波导深度越大.

Abstract：

The Raman spectra of pure and proton — exchanged LiNbO_3 crystals were investigated,and those protonated crystals were fabricated by proton source which was formed by a mixture of adipic and benzoic.And two concentration rates of 30% and 80% were applied,respectively.The experimental results show that there are eleven Raman peaks in the 0～ 1000cm~(-1) frequency region of the pure LiNbO_3 crystal,and those Raman peaks belong to [NbO_6] octahedron lattice vibration.For the Raman spectra of protonated LiNbO_3 crystals,besides the same Raman peaks as the pure LiNbO_3 crystal in shape and number,a local Raman peak 672 cm~(-1) is found and attributed to the intrinsic defects.Higher H~+ concentration in the protonated crystal leads to more intrinsic defects and a higher relative intensity of the local Raman peak 672 cm~(-1).Meanwhile,when the H~+ concentration is higher,the frequency of some Raman peaks of the protonated crystals will shift to high wave number distinctly,and both the change of the surface refractive index and the waveguide depth are larger.     

用变分—有限差分法分析Ti：LiNbO3沟道波导

本文提出一种较简单、精确分析沟道波导的变分－有限差分法。它是基于变分法和有限差分法的结合，适用于任意折射率分布和ｒ值。文中求解了折射率分布为高斯－余误差分布的Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３波导的模式色散特性及其场分布。     

对不同组份LiNbO_3∶Fe非挥发全息存储的研究

以双中心模型为基础,研究了同成份和近化学比掺铁铌酸锂晶体在稳态情况下的非挥发双色二步全息存储性能.通过比较在相同记录条件下同成份(锂的摩尔浓度为48.5%)与近化学比(锂的摩尔浓度为49.5%)掺铁铌酸锂的总空间电荷场的大小可以看到,在连续光所能达到的光强范围内,近化学比LiNbO3:Fe的总空间电荷场明显大于同成份LiNbO3:Fe的总空间电荷场.但是在高光强下,同成份与近化学比LiNbO3:Fe都可以达到106V/m量级的光致空间电荷场.     

双掺杂LiNbO3晶体光折变效应研究

研究了系列不同掺杂、不同掺杂浓度、单掺杂和双掺杂以及不同后处理态(生长态、还原态和氧化态)铌酸锂晶体的透过率光谱和光折变二波耦合效应。实验结果表明，高掺杂铌酸锂样品的透过率光谱范围较窄；双掺杂样品比单掺铁样品的抗光折变效应增强，光折变效应降低。氧化态样品具有较大的透过率光谱范围；还原态样品具有较大的光折变二波耦合增益特性。     

三旋LiNbO3基片温度特性试验

介绍了一种三旋转切割ＬｉＮｂＯ３基片，以及针对这种基片而作的温度特性试验情况。     

光折变的光学脉动现象及其非线性过程

报道了光折变LiNbO_3:Fe晶体中双光束耦合和四波混频的脉动现象。认为这种脉动现象起因于LiNbO_3:Fe晶体中的陷阱重复荷电波在光折变材料中感应出的运动折射率光栅。     

高掺镁铌酸锂晶体周期极化及倍频特性研究

研究了掺镁(5mol％)铌酸锂晶体的周期极化特性,发现晶体的极化矫顽场仅为3kV／mm,根据镁掺杂对晶体本征缺陷的影响解释了极化矫顽场降低的原因．采用短脉冲极化电场,对极化电流的热效应进行抑制从而消除了晶体均匀性对制备周期极化光栅的影响,在1mm厚的掺镁(5mol％)铌酸锂晶体上成功制备出了均匀的周期极化光栅．在室温下,利用1．064μm的Nd：YAG调Q激光器对得到的周期极化掺镁铌酸锂晶体进行了倍频实验,在输入功率为75mW时,得到3．5mW的532nm倍频绿光输出,转换效率为4．6％．     

低损耗退火质子交换光波导弯曲损耗分析

波导弯曲部分是出现波导辐射损耗最大的地方，所以在设计弯曲波导时，有必要对波导的这部分进行优化设计处理。该文利用电磁场理论，完成对余弦形分支光波导弯曲部分损耗的数学建模．最后针对铌酸锂基片上，用退火质子交换法生成的分支光波导进行数值仿真。     

光纤陀螺用单Y 1.3 μm LiNbO3集成光学器件

用退火质子交换法制作了用于光纤陀螺的集分束器、相位调制器、偏振器为一体的LiNbO3集成光学器件 ,介绍了器件设计考虑 ,简述了器件的工作原理 ,并对其性能进行了分析     

光折变LiNbO3晶体在Li2CO3粉末中的还原

利用吸收光谱和Ｘ射线粉末衍射，对ＬｉＮｂＯ＿３晶体在Ｌｉ２＿ＣＯ＿３粉末中的还原过程进行了分析和研究，认为其中Ｌｉ￣＋离子在晶格中的扩散迁移是造成还原过程发生的一个重要因素。由此导致的可能的吸收光谱和晶格常数的变化，与实验结果完全符合。