MMI阵列波导光栅复用/解复用器的研制

详细分析了基于自镜像效应的MMI DMUX器件的基本工作原理,在此基础上,在SOI材料上完成了对8信道MMI DMUX的具体设计.该器件的输入、输出单模波导采用Soref的大截面脊形光波导理论进行优化设计,最后获得了当输入、输出单模波导宽度为5μm,SIE多模波导宽度和长度分别为72μm和6313.4μm时,该器件对8信道波长的隔离度均在35dB以上,且理论传输损耗＜0.18dB.     

二维限制多模干涉器非对称自映像特性

采用导模传输法分析了二维限制多模干涉器 (MMI)的自映像效应 ,详细讨论了二维限制MMI器件的非对称自映像性质 ,并用三维全矢量光束传输法验证了分析结果     

表面微机械结构的释放腐蚀模型理论与应用

本文介绍了HF腐蚀牺牲层二氧化硅的一、二阶混合释放腐蚀模型.以从port到bubble的组合微机械结构为例,深入研究了一、二阶混合释放腐蚀模型在具体牺牲层腐蚀结构中的应用,并对腐蚀行为进行了仿真和分析.     

Bubble结构牺牲层腐蚀的一种改进模型

以往的牺牲层腐蚀模型把扩散系数看作是常数,然而,实验结果和以往模型的计算结果在腐蚀开始一段较短的时间内吻合较好,但随着腐蚀时间的变长两者的差异越来越明显.为了解释这一现象并使模型能够较好地预测腐蚀过程,提出了腐蚀模型应该考虑氢氟酸扩散系数是浓度的函数,并在此基础上得到了改进模型.在改进模型中,浓度的下降会引起扩散系数的增大,这部分补偿了腐蚀前端浓度的下降.另外在改进模型中,扩散系数还是温度的函数.实验表明,改进模型与实验结果吻合地较好.这些结果不仅为对牺牲层腐蚀机理的理解提供新的证据,而且也为溶液在bubble结构里面的扩散提供新的证据.文中所观察到的这些现象也适合于其他类型的牺牲层腐蚀,条件是其腐蚀过程是受扩散限制的.     

数字调制谐振式光纤陀螺中阶梯波复位误差的分析

谐振式光纤陀螺(R-FOG)是采用环形谐振腔来增强Sagnac效应的，其检测方案可以分为开环和闭环，在电路实现上，根据相位调制器控制信号的不同，又分为模拟调制和数字调制。相比而言，其数字闭环检测方案具有动态范围大、灵敏度高的特点。在数字调制的谐振式光纤陀螺中，其阶梯波的复位高度V2π是否精确，会对旋转角速度的测量和标度因数的线性度产生影响。从理论上分析了不精确的复位高度V2π对系统的影响，指出不精确的V2π将使谐振腔中的交叉耦合电场和直通耦合电场之间不会形成最佳相消干涉，从而产生误差。利用探测器输出总电场的表达式，以双频率调制的谐振式光纤陀螺为例，对引入的误差作了定量的数值计算，最后给出了克服误差的几种方法。     

谐振式微型光学陀螺锁频精度分析

在谐振式微型光学陀螺(R-MOG)系统中,为了减小由I控制器取代一阶惯性反馈环节,建立反馈控制模型,对比分析PI控制器和一阶惯性反馈环节2种反馈方式对锁于光学器件受温度、应力等外界环境因素影响产生的各种噪声,提高环路锁频精度,在反馈回路中引入P频精度的影响.利用PI控制器设置的反馈回路能够消除环路的阶跃响应稳态误差,从而降低温度等外界因素引起的环形腔互易性噪声的影响,提高环路锁频精度.进一步优化PI控制器参数,将优化设计的PI控制器应用于R-MOG系统,得到锁定环路阈值精度为30Hz,对应环长为7.9cm的微型环形腔可检测转动角速度为0.15°/s,并在该芯片构成的系统上观察到20°/s的陀螺响应.     

谐振式光纤陀螺数字检测系统中A/D、D/A研究

谐振式光纤陀螺(Resonator Fiber Optic Gyro,R-FOG)是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速度的一种新型光学传感器.对R-FOG数字检测系统中A/D、D/A位数及量化精度进行了研究.在A/D端,利用过采样和低通滤波技术相结合,扩展A/D精度;在D/A端,利用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)提高有限位D/A的量化精度.最后将上述方案应用于实际的数字处理专用DSP芯片,利用12位A/D和14位D/A,组建了R-FOG数字检测系统,得到了和理论相类似的解调曲线,在此基础上,初步获得陀螺转动信号.     

谐振式光纤陀螺全数字闭环方案的算法研究

谐振式光纤陀螺是一种基于光纤环形谐振腔Sagnac效应的新型惯性传感仪器.与现有的其他类型陀螺相比,具有很多性能上的优势.在此提出了一种基于DSP技术的全数字闭环方案,并为这种方案建立了数学模型.借助用z变换表示各个环节的离散传递函数,设计并优化了跟踪谐振频率的算法,并将此算法在DSP中实现.     

MMI型1.31/1.55 μm GaAs波分复用/解复用器的研制

利用多模波导的自镜像原理,分析设计了一种能直接与单模光纤相耦合的具有最小循环比的1.31/1.55 μm波长的GaAs/GaAlAs波分复用/解复用器。该器件的输入、输出单模波导和SIE多模波导采用离散谱折射率法进行优化设计,最后获得了当输入、输出单模波导宽为3 μm、SIE多模波导宽度和最佳耦合长度分别为18 μm和5 602.8 μm时,该器件对1.31 μm和1.55 μm两个波长的隔离度均在70 dB以上,且传输损耗小于0.1 dB。     

谐振式光纤陀螺的研究进展

谐振式光纤陀螺作为新一代惯性旋转传感器的代表，被广泛研究．文章通过大量的文献调查和深入研究，对谐振式光纤陀螺的发展历史、基本工作原理、主要噪声因素及相应的补偿措施等进行了详细分析，并对谐振式光纤陀螺未来的发展趋势作了展望．