锥脊波导SOA光耦合机制的理论分析

针对半导体光放大器 (SOA)与单模光纤的耦合问题 ,详细介绍了当前最新的锥脊光波导耦合技术 ,用光波电磁场干涉理论建立了锥脊光波导的传输模式方程 ,并根据光波的全反射理论 ,揭示了锥脊光波导等效折射率的渐变规律 ,从理论上分析了锥脊波导SOA的光耦合机制 ,理论分析与相关报道的实验结果吻合 .     

平面光波导的数值传递函数方法

把数值传递函数方法应用于对平面光波导的分析。本方法从光波导的标量变分关系出发 ,通过状态方程对问题求解计算。文中引入了传递函数无穷单元的概念 ,使得本方法在处理近截止区域的问题时更加合理 ,计算量更小。文后给出了本文方法的应用和算例 ,与多种方法进行了比较 ,表明本文方法在处理折射率均匀分布和渐变分布波导时都有着特有的优势。     

拉锥光纤耦合的光放大器组件光损耗分析

介绍了拉锥光纤耦合的SOA组件的结构特点 ,并针对该结构计算分析了光耦合损耗的最小值 .为了进一步减小SOA组件的光耦合损耗 ,提出了不对称形式的拉锥光纤耦合的SOA组件结构 .这在原有的制作工艺技术条件下 ,可以将整个组件的光耦合损耗降低 1dB .     

嵌入式质子交换光波导偏振器的制作及高消光比检测装置的研究

用钛内扩散和质子交换相结合的方法制得了光波导偏振器,这一偏振器由在不连续的扩钛波导中嵌入一段质子交换波导形成。本文讨论了一些资料中报道的检测方法,并对测量集成光波导偏振器提出了一个新方案。该方案测得的偏振器消光比大于52．5dB．     

光波导微模具飞切加工工艺

针对目前模压制作工艺中高精度的光波导微模具加工工艺比较复杂的问题,基于金刚石超精密机械加工技术在光学元件微结构的广泛应用提出了光波导微模具的金刚石飞切高效快速的加工方法.通过超精密飞切加工系统以硬铝为模具材料进行了工艺优化的正交试验.试验结果表明:背吃刀量对光波导微结构表面质量的影响相当敏感,主轴转速对微结构表面质量的...     

BBO晶体II型相位匹配光参量振荡器的输出线宽

采用355nm脉冲激光作为泵浦源,对影响BBO晶体II型相位匹配光参量振荡器输出线宽的各种物理机制进行了数值模拟计算和分析。结果表明,II型相位匹配是光参量振荡器获得窄线宽的有效而简单的手段。     

X波段矩形波导宽边复合缝隙耦合器的MPSTD算法分析

针对MPSTD算法在波导宽边复合缝隙问题中的应用,重点研究了X波段标准波导宽边复合缝隙耦合器的缝隙谐振长度和散射参量特性。仿真结果表明,将MPSTD算法应用于波导耦合缝隙问题的分析,可实现对该问题的精确建模,具有较高的计算精度和效率。     

精确测量大气折射率的微波折射率仪

根据微波谐振腔的谐振频率随充入介质不同而变化的原理,研制出了一种能够精确测量大气折射率的微波折射率仪.实验证实,该微波折射率仪的测量精度远远高于常用五九型探空仪和轻型电容式折射率仪,且具有反应速度快、精度高、体积小、重量轻等特点.该仪器不仅可实用于高精度雷达电波折射误差修正,也可实用于大气波导的精确测量和大气精细结构的精确测量等方面.     

BBO晶体Ⅱ型相位匹配光参量振荡器的输出线宽

采用355nm脉冲激光作为泵浦源,对影响BB0晶体Ⅱ型相位匹配光参量振荡器输出线宽的各种物理机制进行了数值模拟计算和分析。结果表明,Ⅱ型相位匹配是光参量振荡器获得窄线宽的有效而简单的手段。     

基于优化滤波的水平非均匀蒸发波导反演算法

针对水平非均匀蒸发波导反演中大气折射率剖面水平分布规律不确知和大范围海域气象参数观测难的问题,提出一种基于优化滤波的水平非均匀蒸发波导折射率剖面参数反演算法,该算法采用粒子群优化估计折射率剖面参数初始状态和描述剖面参数水平分布规律的状态转移函数,结合GPS海面散射信号波导传播的DMFT步进计算正演模型和实测GPS散射信号功率建立系统方程和观测方程,并采用粒子滤波迭代估计水平步进上的非均匀折射率剖面参数。该算法的精估计环节有效修正了粒子群估计误差在后续反演过程中导致的误差积累,保证了反演精度,并使得算法具备距离分段条件下逐段反演的能力,为远距离海域蒸发波导折射率剖面参数的反演提供了可行的方法。     

蒸发波导A模型核心函数研究

通过理论分析给出了正确的蒸发波导A模型大气修正折射率廓线式。利用试验中采集的数据,分析了实测数值与A模型计算结果的差别,结果表明:A模型在不稳定层结条件下预测的波导强度偏差的均值要低于在稳定、近中性和中性层结条件下的结果,但偏差标准差却大于其他层结情况。同时,数据还显示了在不同气、海温差条件下,高度增加时实测大气修正折射率值与A模型值之间的偏差均值代数值和标准差代数值都有增加的趋势。     

蒸发波导伪折射率模型特性

蒸发波导模型是用于获得海洋上近地层大气折射率或修正折射率廓线的典型方法,利用近几年海上试验采集获得的实测海上大气修正折射率剖面数据对由我国学者提出并在国内广泛使用的伪折射率模型的特性进行了分析,所得的结论对伪折射率模型的理解以及修正等方面具有一定的指导意义。     

轴向输出TE10模式的紧凑型相对论磁控管的粒子模拟研究

研究了一种轴向输出TE10模式的紧凑型相对论磁控管,该器件采用6谐振腔结构并工作在π模式上,通过4腔轴向输出的结构设计使得谐振腔结构与矩形输出波导之间形成了较好的过渡,实现了矩形TE10模式的微波输出。与衍射输出相对论磁控管相比,这种结构设计,不仅能减小磁控管的轴向和径向的尺寸,使得系统更加紧凑化,而且能在输出波导中获得更加纯净的低阶微波模式。利用粒子模拟软件,初步分析和优化了器件的工作性能。模拟结果表明：当电压为500 kV,磁场为0.5 T时,该器件的工作频率为2.58 GHz,输出功率为1.0 GW,功率转换效率达到25.0 %。     

轴向输出TE10模式的紧凑型相对论磁控管的粒子模拟

研究了一种轴向输出TE10模式的紧凑型相对论磁控管,该器件采用6谐振腔结构并工作在π模式上,通过4腔轴向输出的结构设计使得谐振腔结构与矩形输出波导之间形成了较好的过渡,实现了矩形TE10模式的微波输出。与衍射输出相对论磁控管相比,这种结构设计不仅能减小磁控管的轴向和径向的尺寸,使得系统更加紧凑化,而且能在输出波导中获得更加纯净的低阶微波模式。利用粒子模拟软件,初步分析和优化了器件的工作性能。模拟结果表明:当电压为500k V,磁场为0.5T时,该器件的工作频率为2.58GHz,输出功率为1.0GW,功率转换效率达到25.0%。     

光纤布拉格光栅的光学特性及其应用

介绍了光纤布拉格(Bragg)光栅的种类和制作,用耦合波理论分析了其基本的光反射性质,包括峰值反射率和反射半高全宽度,结果表明光纤Bragg光栅拥有独特的光反射特性.同时对光纤Bragg光栅在光纤通信、光纤传感器、滤波器等方面的应用进行了介绍和展望,表明光纤Bragg光栅将对整个光纤技术领域产生重要影响.     

光纤传感技术在多相流体参数检测中的应用

论述了一种新型多相流体参数测试方法。传感机理为弯曲光纤的传输光功率随外界介质折射率变化。在分析光纤弯曲波导传输光能损耗与弯曲半径、外界折射率等因素关系的基础上,提出一种U型结构的光纤传感器系统,并将其应用于多相流体参数测试仪器中,进行了初步研究和探讨。该系统以U型光纤传感头和微控制器、可编程外围芯片为核心,构成的数字化、小型化光纤传感系统,能不分相地、实时地、连续地对阵列式分布的传感器进行数据采集、分析、求统计平均值来获得多相流体的流动参数、分布状况。本系统抗干扰能力强,具有开机自检、过程报警、通信接口等功能。可与过程控制网络连接,支持流行的现场总线协议。     

智能控制在光纤陀螺光源稳定控制中的应用

根据光纤陀螺(FOG)对超辐射发光二极管(SLD)光源输出光功率的稳定性要求,针对目前SLD光源一致性差的特点,提出Fuzzy PID控制的光控实现方案。经验证,该智能光功率闭环控制能灵活调整SLD期望输出光功率值,不仅能实现SLD在宽温度范围内保持较高的光功率稳定性,且系统具有较强的鲁棒性。     

非相干背景光辐照二波耦合中的最佳匹配随机共振

针对非相干背景光辐照二波耦合中参数的最佳匹配设计问题,提出了一种基于随机共振理论的研究方法。首先,文章通过二波耦合过程进行物理机理分析和数值实验分析,证明了该问题在本质上可归结为一种随机共振现象。其次,从随机共振的角度,研究其中的最佳参数设计问题,给出了一种分布处理的最优参数设计流程。按照该方法,在给定增益要求的情况下,先根据信号光饱和与否来确定晶体长度,最后根据非相干光的比例对增益的影响来确定非相干光的比例。仿真实验表明,经过最佳参数设计后,信号的增益和输出信噪比上均有显著提高。     

非线性压电振动能量俘获行为建模及其不同参数影响机理研究

如何利用非线性特性来改善压电振动能量捕获性能是工程实际中需要解决的一个问题,为此建立了非线性压电振动能量捕获行为的数学模型,利用定积分法推导了该模型的数值计算方法,并针对不同参数对非线性压电振子输出电能的影响特性进行了数值仿真,结果表明:减小非线性阻尼、增大非线性压电耦合系数均有利于提高非线性压电振动能量俘获的性能;减小非线性刚度能提高低频振动能量俘获的输出,但减小了共振带宽。     

ZnGeP2 OPO产生4.3 μm波段窄线宽激光实验研究

为了设计4. 3μm波段大功率窄线宽中红外激光器,开展了2. 7μm激光抽运ZnGeP_2晶体光参量振荡(Optical Parametric Oscillation,OPO)技术产生4. 3μm波段窄线宽激光实验研究,对实验结果开展了详细的分析。抽运源为1064 nm抽运的KTiOPO_4OPO激光器输出的2. 7μm波段参量激光,KTiOPO_4OPO采用单谐振结构,将两块相同的KTiOPO_4晶体光轴相向放置以补偿走离效应,KTiOPO_4晶体按Ф=0°、θ=62°切割以获得波长2. 7μm波段激光输出,采用Ⅱ(B)类相位匹配(o→o+e)以利用较大的非线性系数。ZnGeP_2OPO采用单谐振结构,采用Ⅱ(B)类相位匹配(o→o+e)以获得窄线宽输出,ZnGeP_2晶体按Ф=0°、θ=68°切割以获得波长4. 3μm波段激光输出。在抽运光波长2. 7μm,脉冲能量为7. 5 m J,脉宽8. 6 ns的条件下,获得脉冲能量2. 12 m J,线宽30 nm,脉宽8. 7 ns的4. 26μm激光输出,光-光转换效率约为28. 3%,斜效率约为32. 6%,水平和垂直方向的光束质量M~2分别为6. 2和13. 5。