光纤光栅波长干涉解调技术的研究

波长解调技术和装置是光纤光栅传感器的一个主要问题.因此,如何低成本高精度地将波长移动信号解调出来成为光纤光栅传感器实用化的关键技术之一.本文提出一种用2×2和3×3耦合器构成M-Z干涉仪作为光纤光栅的波长解调器,并对此进行了相关的理论分析和实验研究.实验结果与理论分析相符合.     

表面等离子激元净放大的结构设计与理论分析

连续波发生器的SPASER(Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission of Radiation)相当于净放大等于零,不能作为放大器使用,文中采用改进的MIM波导结构实现SPASER作为放大器可能性。利用汉密尔顿函数的理论模型得到了放大器激射条件,数值计算表明:采用改进的MIM波导结构实现解决SPASER的内反馈问题和消除SP的净增益问题是可行的;改进结构在不到100 fs的时间里实现了SP激子数的稳定水平;改进SPASER放大器响应时间为100 fs,带宽为1.5~2 THz,SP的放大增益在30~60 dB范围。上述研究成果将为大规模集成光子学芯片设计提供了理论和技术基础。     

一种新型精密光纤位移传感器

本文论述了一种新型基于垂直干涉的位移传感器 ,该装置在麦克尔逊干涉仪的基础上 ,采用了一个臂 ,参考光与信号光共用一条光纤路径 ,气隙距离为待测距离。系统抗干扰能力很强 ,结构简单。分辨率为 5 nm。     

分布式光纤瓦斯气体浓度测量的研究

利用光纤布拉格光栅的梳状窄带滤波特性,通过检测瓦斯的特征吸收谱线的方法来监测瓦斯气体的浓度,并且利用光纤光栅的空分复用和波分复用特性,实现多点分布式监测.通过多波长同时探测的方法提高系统分辨能力和精度.测量系统瓦斯气体的浓度测量范围为0～5%,测量精度大于0.1%,监测距离为50km.     

660MW机组锅炉安装工艺探讨

本文通过对河曲发电厂的锅炉螺旋水冷壁安装实践,阐述了螺旋段水冷壁锅炉的安装工艺流程,以期为电力建设者提供借鉴和经验.     

分布式光纤光栅传感网络的复用解调技术

波长编码信号解调是实现光纤光栅多参量、多点分布式传感网络的核心技术之一。本文总结了光纤光栅传感信号解调的一般原理和技术难点,分类评述了常用解调方法的工作机理、特点和性能。同时,提出了一种新型的、用宽带光源和可调谐光滤波器(TOF)构成的可调谐窄带光源,对测量光栅阵列和参考光栅进行波长扫描,借助光电探测器和信号处理系统实现复用传感系统的解调技术。     

一维光子晶体的应变测量

采用ZnSe和Na3AlF6两种经典介质材料构造一维光子晶体,缺陷层介质为Na3AlF6。利用传输矩阵法对带有缺陷的一维光子晶体的传光特性进行了理论分析,并得到其带隙特性。分别数值研究了参考光子晶体以及应变前后测量光子晶体的透射谱,分析结果表明光子晶体所受的纵向应变与其缺陷峰波长之间呈线性关系,根据这种对应关系提出了一种新的测量应变的方法。由于粘贴光子晶体的基底与光子晶体的线膨胀系数不同,且温度变化也会引起构成光子晶体材料折射率的变化,导致光子晶体透射谱缺陷峰波长的漂移。为了消除温度误差,在测量光路中设置了与测量光子晶体结构相同的参考光子晶体,对温度的影响进行了补偿。实验表明,测量系统的灵敏度为6×10-4nm/με,测量范围为0～2000με。     

折射率可调的二维光子晶体设计与特性

光子晶体在传感、滤波和光子晶体激光器等方面具有很重要的应用价值。设计了一种基于改变缺陷介质折射率的可调谐二维正方晶格和三角晶格光子晶体激光器微腔,在平面光子晶体薄板中引入点缺陷磷酸氧钛钾(KTP),在KTP两端施加交流电场控制KTP晶体折射率变化。实验中随着KTP晶体折射率逐渐增大,正方晶格光子晶体禁带数量减少,归一化频率减小,禁带宽度基本不变;而三角晶格光子晶体禁带逐渐变窄,且向低频方向移动。最后,用平面波展开法分析了晶体的能带结构,得到理论上的描述,验证了实验结果。     

脉冲腐蚀法制备多孔硅及其光学特性研究

Labview软件控制腐蚀条件,用脉冲电化学腐蚀法制备多孔硅薄膜,其表面形貌用原子力显微镜观察并分析。用可见-紫外分光光度仪测量其反射谱,通过计算得出各种制备条件下,多孔硅薄膜的其它光学参数,即有效折射率neff,吸收系数α,有效介电常数的实部εer和虚部εei,消光系数K。研究了入射光波长和孔隙率对这些光学常数的影响。     

基于表面等离激元的LED参数优化研究

为有效提升氮化镓基蓝光发光二极管的发光效率,构建一种基于表面等离激元的复合光栅氮化镓基发光二极管结构模型。通过对表面等离激元的激发方式与发光二极管内、外量子效率的理论分析,详细阐述该结构增强发光二极管发光效率的原理;同时讨论了该模型的制作工艺,并运用有限元分析法,对结构进行参数优化和仿真分析,得到该结构在最优参数下的辐射功率、吸收功率以及电场分布图。仿真结果表明,经参数优化后,当复合光栅发光二极管发射光的波长为460nm时,其辐射到空气中的平均电场模约为单光栅发光二极管的38倍,验证了该结构可以有效提升二极管的发光效率。