含手性氯酸钠晶粒凝胶材料的制备及偏振特性研究

本文采用标准水溶液法生长出各向同性的手性氯酸钠 (NaClO3 )微小晶粒 ,以溶胶 -凝胶法获得含手性氯酸钠晶粒的透明凝胶材料 ,同时对其偏振特性进行了测试 ,并观察到了这种材料的旋光特性。     

光敏性溶胶-凝胶波导材料

采用有机改性硅酸盐制备了光敏性溶胶-凝胶,并应用四丙氧基锆作为调节折射率的材料.为了增加薄膜与硅片的粘附作用,先用干氧热氧化法在硅片上生长一层厚度约为150nm的SiO2,然后使用提拉法在硅片上提拉成膜,薄膜厚度达到3.6μm.研究发现紫外曝光时间和坚膜时的后烘温度都会使薄膜的折射率增大.样品的原子力显微镜照片表明薄膜的表面非常平整,在5μm×5μm的范围内表面起伏只有0.657nm.利用波导阵列掩膜版,对制备的薄膜在紫外光波段下曝光,得到了表面平坦、侧墙光滑、陡直的沟道波导阵列.     

溶胶-凝胶条波导Sagnac环的乙醇蒸气传感特性

采用有机/无机混合溶胶-凝胶法制作条形光波导,并将条波导接入光纤Sagnac环中,测量了输出光功率随环境气氛中乙醇蒸气体积分数变化的特性,表明在实验研究的范围内,输出信号与乙醇蒸气体积分数呈正弦变化.根据Sagnac环结构输出特性的基本关系,反映了溶胶-凝胶条波导在乙醇蒸气气氛下产生了双折射效应.观察到双折射相移与乙醇体积分数的亚线性关系.对实验数据拟合,计算了偏振相移的线性项和二次项系数,得到所制备的条波导的双折射对乙醇体积分数的响应为Δn≈4.4×10-2.测量了信号变化的时间演变特性,典型的上升和下降时间常数分别为3 min和12 min.     

波导的溶胶-凝胶工艺

对于光学波导与导波设备、电路的制造而言，溶胶-凝胶工艺的出现不失为一种有效途径。特别是集成光学有源器件及电路中掺活性掺杂物(如钕、铒、铈)。本文回顾了基于溶胶-凝胶工艺的有源器件、电路的最新研究。对于光学放大器中的激活溶胶-凝胶薄膜的模拟分析，我们提出激光器原子磁化理论及其速率方程，适当考虑了波导参数。采用波束传播法研究激活掺杂溶胶-凝胶薄膜设备(如直线波导、丫形支管、定向耦合器)的传播及增益特性。也在研究掺铈薄膜中布拉格光栅的形成，在微电机系统(MEMS)的未来应用也在研究中，可采用溶胶-凝胶工艺形成光层．并通过机械作用加以控制。     

光敏性溶胶-凝胶波导材料

采用有机改性硅酸盐制备了光敏性溶胶 凝胶 ,并应用四丙氧基锆作为调节折射率的材料 .为了增加薄膜与硅片的粘附作用 ,先用干氧热氧化法在硅片上生长一层厚度约为 15 0nm的SiO2 ,然后使用提拉法在硅片上提拉成膜 ,薄膜厚度达到 3 6 μm .研究发现紫外曝光时间和坚膜时的后烘温度都会使薄膜的折射率增大 .样品的原子力显微镜照片表明薄膜的表面非常平整 ,在 5 μm× 5 μm的范围内表面起伏只有 0 6 5 7nm .利用波导阵列掩膜版 ,对制备的薄膜在紫外光波段下曝光 ,得到了表面平坦、侧墙光滑、陡直的沟道波导阵列 .     

回旋媒质偏心加载圆波导的传输特性

利用基于Bessel函数加法定理的坐标变换,获得了关于回旋媒质偏心加载圆波导中传播常数的特征方程.文中给出了回旋介质棒偏心加载圆波导时的色散特性曲线,并讨论了传播常数随各参数的变化.     

溶胶—凝胶法在平面光波导薄膜中的应用

溶胶－凝胶工艺在薄膜制备方面有其独特的优越性，如工艺过程温度低，成分均匀、纯度高，成膜面积大等。近年来已在薄膜制备方面得到广泛应用。本文简要地了溶胶－凝胶工艺在制备平面光波导薄膜中的应用。     

紫外光直写杂化溶胶-凝胶SiO2光波导器件

利用有机/无机杂化方法制备了光敏性溶胶-凝胶(sol-gel)SiO2材料,在硅基片上旋涂成膜.研究了薄膜折射率和厚度随紫外曝光时间、后烘温度及时间等外界工艺条件的变化关系.利用紫外光直写技术,制作出1×2,1×4多模干涉(MMI)型分束器,并且观测到了分光效果较好的近场输出图像.     

紫外光直写杂化溶胶-凝胶SiO2光波导器件

利用有机/无机杂化方法制备了光敏性溶胶-凝胶(sol-gel)SiO2材料,在硅基片上旋涂成膜.研究了薄膜折射率和厚度随紫外曝光时间、后烘温度及时间等外界工艺条件的变化关系.利用紫外光直写技术,制作出1×2,1×4多模干涉(MMI)型分束器,并且观测到了分光效果较好的近场输出图像.     

手性非晶玻璃的合成及其极化特性

利用溶胶 -凝胶低温合成非晶态技术 ,以正硅酸乙酯和乙醇为前驱体 ,将手性分子灰黄霉素均匀地掺入到溶胶 -凝胶体系中 ,首次成功地研制出手性非晶态玻璃材料 ,并对其光学极化特性及材料的热稳定性进行了测试。测试结果表明 ,手性非晶态玻璃的旋光率为 - 1.4 5°/ cm,计算所得的手征参数为 2 .37× 10 - 7。     

圆极化解耦手性辅助超表面

设计了一种圆极化手性辅助微波段超表面,根据手性结构的自旋相关响应特点,通过调节单元中圆弧的张角可以独立改变左旋/右旋圆极化波的反射相位,同时反射的同极化波束幅度能维持较高水平。为了证明所提出单元的有效性,分别设计了左右旋波束独立偏转和携带不同拓扑电荷数的涡旋波束2个超表面。仿真结果表明,所提出的单元能够有效对2个正交圆极化波束进行解耦使其独立工作。该方法也可以拓展到其他频率,为电磁波极化复用提供一种新的思路。     

圆形槽波导-波纹圆形槽波导模式变换器的仿真设计

应用基于有限元方法的仿真软件HFSS,分析和设计了圆形槽波导-波纹圆形槽波导模式变换器。变换器由具有渐变波纹深度的波纹圆形槽波导构成,可实现TE11到HE11的模式转换。分析表明,变换器的长度和第一个波纹的深度是影响其性能的主要因数。在保持变换器优化长度不变的条件下,调整波纹周期、增加波纹数目和波纹宽度对改善变换器的性能效果不明显。所设计的具有5个渐变深度波纹的模式变换器,在中心频率36GHz上回损可达30dB。变换器实测的结果与仿真分析之结论吻合较好。     

圆极化移相器相移特性研究

根据铁氧体耦合波理论推导出圆极化移相器对任意极化电磁波的传输矩阵，在此基础上研究了椭圆极化波、线极化波、圆极化波在移相器内的传输特性，数值仿真表明用基于线极化分量的差相移检测方法检测非标准圆极化波的测量结果不仅与激励状态有关，还与选定的线极化方向有关，利用本文的结果可以对圆极化移相器测试系统进行误差分析，对于提高测量精度有一定指导意义。     

宽带圆极化微带天线的几种实现方法

在简要概述圆极化微带天线工作原理的基础上,重点介绍了目前国内外较为先进的圆极化微带天线实现宽带的多种方法,包括微带贴片天线、缝隙天线,以及采用PBG结构的圆极化天线。这些方法分别采用单点馈电,多点馈电或多元组合实现圆极化,均有效拓展了圆极化天线的阻抗匹配带宽和圆极化轴比带宽。参考一些实例验证了这些方法的可行性,然后展望了其可能的发展趋势。     

终端辐射开路圆波导的反射

终端开路的圆波导反射特性的估计,对于喇叭天线的设计非常重要,也可以用于复数介质材料介电常数的测量。圆波导终端开路,存在着电磁波向半无限大空间的辐射,采用模式扩展的方法对圆波导反射进行估计,引入一个大的圆波导,替代半无限大辐射空间,辐射问题转化成波导结的问题,通过模式扩展的方法进行求解,使用了复化和外推法技术从而避免了收敛慢的缺陷,改善了分析的准确性,对于不同几何形状、电气参数的情况的反射系数进行了讨论,并给出了数值结果。     

滤波筒式圆波导旋转关节的设计

对滤波筒式圆波导旋转关节进行了理论分析,并结合设计经验给出了各项结构尺寸的计算公式,然后,借助微波电磁场仿真软件HFSS对这些结构尺寸的数值做出修正,最后,通过一个C波段旋转关节的设计实例,验证了本文所述的仿真设计方法的有效性。     

圆偏振调制激光通信系统设计

为了降低大气湍流和通信终端相对运动对通信系统性能造成的影响,对采用了圆偏振调制原理的通信系统进行了研究。激光的圆偏振特性在大气传输中变化很小,且圆偏振光具有旋转对称性,系统的性能不受两通信终端相对运动的影响,降低了技术的实现难度,具有很高的可靠性,特别适用于移动通信终端。介绍了两种圆偏振调制方式,推导了线偏振态与圆偏振态之间的转换过程,为圆偏振编码解码提供理论基础。针对这两种调制方式,提出了具体的实现方案,并设计出了圆偏振调制激光通信系统,在该系统中可验证两种编码方式,且结构简单、实现方便,可作为星载通信终端。并进行了简单的圆偏振编码通信实验,实现了数据发射和接收,证明了圆偏振调制的可行性。