FRP-FBG智能复合板的制作及其传感器特性研究

结合纤维增强聚合物(FRP)材料的强度特性和光纤布拉格光栅(FBG)的感知特性,研制开发了FRP-FBG智能复合板.阐述了FBG的应变和温度传感原理,研究了FRP-FBG智能复合板的制作工艺,通过标准材料试验和水浴法试验分析了该智能复合板的应变和温度传感特性.结果表明:与裸FBG相比,FRP-FBG智能复合板基本不改变FBG的应变传感特性,但温度传感系数却提高了约2.2倍;基于目前的光栅解调系统,该智能复合板可以探测识别1 με与0.03 ℃的应变与温度变化.     

一种高速并串转换控制电路设计

串行接口常用于高速数据传输,实现多路低速并行数据合成一路高速串行数据.设计了一种高速并串转换控制电路,实现在低频时钟控制下,通过内部锁相环(PLL)实现时钟倍频和数据选通信号,最终形成高速串行数据流,实现每5路全并行数据可按照顺序打包并转换为1路高速串行编码,最后通过一个低电压差分信号(LVDS)接口电路输出.该芯片通过0.18 μmCMOS工艺流片并测试验证,测试结果表明在120 MHz外部时钟频率下,该并串转换控制芯片能够实现输出速度600 Mbit/s的高速串行数据,输出抖动特性约为80 ps,整体功耗约为23 mW.     

有损耗左手材料模型的时域电磁分析

分析了电磁(EM)场在有损耗左手材料(LHM)模型中能量与损耗因子间的关系,推导了有耗LHM模型的时域有限差分法(FDTD)计算公式,数值模拟了EM场在该有耗LHM材料模型中的传播;对比无耗与有耗LHM模型的EM聚焦特性,分析EM场在不同损耗因子LHM材料中的传播.研究表明,数值结果与理论分析得到较好吻合.     

温度对高速微晶硅薄膜沉积速率及其特性的影响

采用超高频(VHF)结合高压(HP)的技术路线,在较高SiH4浓度(SC)下实现了微晶硅(μc-Si:H)薄膜的高速沉积,考察了衬底温度在化学气相沉积(CVD)过程中对薄膜的生长速率以及光电特性的影响.结果表明:薄膜微结构特性随衬底温度变化是导致薄膜电学特性随衬底温度变化的根本原因;HP与低压条件下沉积的μc-Si:H薄膜的特性随温度变化的规律不同,在试验温度范围内,HP高速沉积的μc-Si:H薄膜生长速率不同于低压时随温度升高而下降的趋势,而是先增大后趋于平稳,晶化率随温度升高也不是单调增加,而是先增加后减小.     

基于余数基{2~n-1,2~n,2~n+1}的高效RNS缩放结构

针对三模余数基{2n-1,2n,2n+1}提出了一种高效的余数系统(RNS)缩放算法和缩放结构,本设计运用中国剩余定理(CRT)选择2n(2n+1)作为缩放因子实现了基于全加器(FA)的缩放结构,从而使三个余数通道的余数和缩放后的二进制整数相同,因此可以节约一个面积和延迟都很大的余数到二进制(R/B)转换模块.在特定条件下本设计会出现缩放误差,但是这个误差值统一都为1.本设计实现了简单高速的特性,且在很大的动态范围内面积时延(AT)积比目前最简单最快的基于全加器的缩放结构小一倍.     

单室沉积本征微晶硅薄膜及其在电池中的应用

为获得单室沉积高效微晶硅(μc-Si)太阳电池,首先采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术制备了不同沉积条件下的本征μc-Si薄膜.通过对材料的结构和电学输运特性的研究,借鉴分室沉积的器件质量级μc-Si材料的经验,选取合适的本征层和P种子层处理B污染的技术,在单室中制备出光电转换效率为6.23%(1 cm2)的单结μc-Si电池.     

压电式PWM开关阀结构设计及特性试验研究

针对采用电磁铁为电-机械转换器的传统高速脉宽调制(PWM)开关阀调制频率较低,控制精度较差等缺点,研究了一种以具有快速响应的压电叠堆为电-机械转换器的两位三通压电式PWM高速开关阀,介绍了其工作原理并进行了总体结构设计,研制了其试验样机并进行基本的特性试验和分析.试验表明,该阀具有较好的开关特性,其开启时间约0.57 ms,关闭时间约0.3 ms,可达到较高的调制频率.     

高速沉积μc-Si:H薄膜生长机制及其微结构的研究

采用高压高功率的超高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)技术,在腐蚀后的7059玻璃、低晶化和高晶化的微晶硅(μc-Si:H)p型材料3种衬底上,通过改变沉积时间的方法,高速(沉积速率约为1 nm/s)沉积了不同厚度的μc-Si:H薄膜材料.测试其表面形貌及晶化率,比较了不同衬底上高速生长的μc-Si:H薄膜生长机制及微结构的差异,最后得到适于高速沉积pin μc-Si:H太阳电池的μc-Si:H p型材料应具备的条件.     

碳点MnO2修饰碳布复合电极的电容性能

通过一种自下而上的高温裂解方法制成一种碳点(CD),并在此基础上以碳布(CC)为衬底合成了碳点修饰的二氧化锰(CD/MnO2)复合电极.对合成的CD/MnO2/CC进行表征分析,发现生成的CD/MnO2较均匀地生长在碳纤维上,高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)下CD/MnO2呈分层纳米片状.对CD/MnO2/CC进行...     

宽带广电网的吉位以太网技术分析

吉(千兆)位以太网是一种新型高速局域网,它可以提供1 Gbps的通信带宽,采用和传统10 M、100 M以太网同样的CSMA/CD协议、帧格式和帧尺寸,因此可以实现在原有低速以太网基础上平滑、连续性的网络升级.而DWDM作为新一代的光通信技术,为光因特网的发展提供了全新的途径.了解GE over DWDM出现的背景与其相关的实现技术及特点,作为宽带广电网的主要承载技术,具有广阔的市场前景.     

表面发射光子晶体DFB激光器

光子晶体（PC）具有周期性折射率变化，并具有实现新型光器件的极大潜力，正受到广泛关注。本文介绍了PC基本原理与特性，并介绍了表面发射（SE）光子晶体分布反馈（DFB）半导体激光器的结构、最佳化设计、制作工艺和输出特性。     

蜂巢晶格光子晶体带隙特性研究

为了得到蜂巢晶格光子晶体带隙特性,本文基于电磁传播规律的时域有限差分法,数值模拟得到不同半导体材料构成蜂巢晶格二维光子晶体对应的第一带隙宽度,结果显示随着介电常数的增加,模拟得到第一带隙上下边界频率向低频方向移动,带隙宽度逐渐增加,对于高介电常数的PbS、PbSe和PbTe构成蜂巢晶格二维光子晶体情况反之。研究结论为不同材料构成光子晶体材料的特性提供依据。     

光子晶体光纤的应用和进展

光子晶体光纤(PCF)和普通光纤相比，具有宽带单模特性、超大数值孔径、独特的色散性和超连续光谱等特性。介绍了PCF的原理，讨论了PCF的各个特性以及相应的应用和研究进展。     

Environmentally Stable Mode-Locked Fiber Laser With Dispersion Compensation by Index-Guided Photonic Crystal Fiber

We exploit the anomalous dispersion generated by an index-guided photonic crystal fiber (PCF) for dispersion compensation in an ytterbium fiber laser passively mode-locked with a semiconductor saturable absorber. A PCF, reasonably compatible with standard fiber, and a Faraday rotator in the cavity allow for robust all-fiber subpicosecond operation at 1 m, insensitive to environmental disturbance.     

光子晶体光纤色散调控方法的研究

文章采用全矢量有效折射法深入分析了光子晶体光纤结构参数及比例系数对波导色散、总色散的作用,总结了光子晶体光纤色散特性的调整方法,探索出特定色散特性光子晶体光纤的设计方法,并且设计了在800 nm处具有近零平坦色散的光子晶体光纤,该光纤对于研究飞秒激光的传输特性和应用具有一定的价值.     

色散平坦光子晶体光纤中实现光波变换的研究

基于四波混频(FWM)效应,在色散平坦光于品体光纤(PCF)中实现了全光波长变换.采用长度为30 m、具有小的反常色散值的高非线性色散平坦PCF对10 Gbit/s的信号进行了波长变换,当平均泵浦功率为26dBm时,在20 nm转换带宽内得到了-19.5 dB的转换效率;用具有小的正常色散值的高非线性色散平坦PCF替代原光纤,进行了实验与理论比较.研究结果表明:利用两种不同的光纤得到了儿乎相同的转换效率和转换带宽.     

宽带色散平坦光子晶体光纤的优化设计与特性分析

设计了一种第一层为椭圆空气孔缺陷的宽带色散平坦光子晶体光纤,借助全矢量有限元法对这种结构的光子晶体光纤的色散特性、模场面积、双折射和限制损耗特性进行了数值模拟.结果表明改进的光子晶体光纤的色散曲线可以在很宽的波长范围内保持色散平坦并具有较低的色散值,其模场面积较未改进光子晶体光纤的模场面积要大,光纤的限制损耗变小且双折射也相当小.主要分析了这种光纤的结构参数的优化后,光纤的色散特性、有效模面积、双折射以及限制损耗特性的变化规律,最终设计了在1 200～1 800 nm波长范围内超平坦色散的光子晶体光纤.     

利用转移矩阵法和频域块迭代法分析点缺陷二维光子晶体

本文介绍了广泛用于分析光子晶体的两种方法；转移矩阵法和频域块迭代法。运用这两种方法，我们研究了一个5行5列在空气中呈正方排列的二维介质柱晶体，改变中心介质柱的半律和介电常数，分别得到各自对应不同的透射和色散关系曲线，对于同一参数结构的光子晶体，不同算法得到的带隙和缺陷态频率是一致的。同时根据透射和色散曲线所体现出来的晶体特性，我们分析了将光子晶体用作激光谐振腔以提高Q值的机理。     

Grating-assisted coupling of light between semiconductor and glasswaveguides

Floquet-Bloch theory is used to calculate the electromagnetic fields in a leaky-mode grating-assisted directional coupler (LM-GADC) fabricated with semiconductor and glass materials. One waveguide is made from semiconductor materials (refractive index ≈3.2) while the second is made from glass (refractive index ≈1.45). The coupling of light between the two waveguides is assisted by a grating fabricated at the interface of the glass and semiconductor materials. Unlike typical GADC structures where power is exchanged between two waveguides using bound modes, this semiconductor/glass combination couples power between two waveguides using a bound mode (confined to the semiconductor) and a leaky mode (associated with the glass). The characteristics of the LM-GADC are discussed. Such LM-GADC couplers are expected to have numerous applications in areas such as laser-fiber coupling, photonic integrated circuits, and on-chip optical clock distribution. Analyses indicate that simple LM-GADC's can couple over 40% of the optical power from one waveguide to another in distances less than 1.25 mm     

左右手材料光子晶体能带结构及表面波色散关系

根据平面波展开的传输矩阵理论及布洛赫定理,通过参数匹配的方式,研究零平均折射率及表面含覆盖介质层条件下左右手材料光子晶体的能带结构和表面波的色散关系,结果表明:零平均折射率条件下,左右手材料光子晶体不同于正折射率材料光子晶体,能带结构中出现半封闭状禁带、封闭状禁带和通带,且通带中的分立能级沿着低频方向呈现振荡衰减和多重简并趋势,能带结构沿着波矢绝对值增大方向趋于简并至消逝。添加表面覆盖介质层的左右手材料光子晶体支持正反表面波和反向表面波的传播,部分半封闭状或封闭状禁带边缘出现简并能级分裂,形成禁带中斜率有正有负的分立色散曲线。表面覆盖介质层厚度可调制色散曲线的频率位置和数目,随覆盖介质层厚度增大,分立色散曲线向波矢减小方向移动,且高频区域半封闭状禁带中的色散曲线在覆盖介质层厚度达到一定数值时还出现耦合分裂现象,但覆盖介质层厚度变化对能级的多重简并和通带与禁带的简并态不产生影响。左右手材料光子晶体的能带结构特点和表面波色散特性,可为新型光波导器件的研究和设计等提供指导。