微波光调制器

自从电光晶体对光的调制现象发现以后,人们已经应用ADP、KDP和CuCl晶体做成了光调制器。到目前,已经发展到应用LiNbO_3、LiTaO_3和电光晶体膜。调制方式也从一般的调制发展到做成微波光调制器。微波光调制器是激光应用中的关键之一。无论宽带光通讯、光多普勒雷达及激光测距(包括七十年代的激光测月),都要用到光     

双45°铌酸锂晶体实现Q突变的几个问题

铌酸锂(LiNbO_3)晶体在激光技术中的应用只是近几年的事情,但是它作为非线性晶体在激光谐振腔中用于实现Q突变和Q调制,却给激光技术带来了显著的变化。目前在中小功率激光器件中已经得到了广泛的应用。本文则是在一些实际工作的基础上,对双45~0LiNbO_3晶体的电光Q突变技术中的几个问题作一点理论上的探讨。我们将从以下四个方面来讨论:1.LiNbO_3晶体双折射;2.LiNbO_3晶体电光效应;3.电场;4.实验。     

用于光载毫米波系统的铌酸锂调制器的研制

为了满足光载微波毫米波系统对宽带毫米波调制器的要求,设计和制作了双平行马赫曾德尔调制器(DPMZM).采用特殊电极结构,选择性腐蚀掉除火线电极下其余大部分SiO2缓冲层,有效抑制了调制器的热漂移和直流漂移.制作的DPMZM样品特征阻抗为35Ω,插入损耗为7.2dB,消光比为26dB,单、双臂半波电压分别为3.0V和1.5V,调制带宽为20GHz.除带宽指标外,总体性能与国际上高端产品相同或略优.目前尚未见铌酸锂DPMZM器件国内制作的报道.     

修有凹面的掺Nd~(3+):YAG激光棒的实验研究

本文通过大量实验,分析和讨论修有不同曲率凹面的掺Nd~(3+):YAG棒的动和静态、调制与非调制的损耗、消光比、晶体串接、曲率和腔长的关系;计算了总体转换效率、斜率效率和损耗率。     

LiNbO3晶体电光调制中半波电压测量方法研究

在基于一次电光效应的光学电压传感器中,电光晶体的半波电压是影响传感器输入输出特性的关键参数之一。通过对电光调制原理的深入分析,选用LiNbO_3晶体搭建半波电压测量平台,针对关键参数半波电压进行了测量。对试验所选用的LiNbO_3晶体的半波电压进行了理论计算,并与实际结果进行对比;分析影响LiNbO_3晶体半波电压的因素,并指出在实际工程应用中应考虑的问题。     

调制晶体光学均匀性的扫描测量法

调制晶体的性能好环,通常是由半波电压和消光比这二个量来表征的。而消光比往往与晶体的光学均匀性有关。本文介绍了一种可用于测量晶体的双折射率梯度、消光比、半波电压以及双折射率随温度变化的自动扫描装置及工作原理。该方法和其他方法相比具有测量速度快,重复性好,及误差小等优点,并可以从扫描曲线上直接定性地判别晶体的光学性能的好坏,文章最后还做了双折射率梯度及消光比的测量,并对实验结果进行了讨论。     

反射型光纤信号干涉调制器

利用光纤传输系统中菲涅耳反射所产生的反射回波和多光束干涉效应设计了一种反射型光纤信号干涉调制器.实验中从X型光纤耦合器输入端输入光波,从输出端输出光波并入射到晶体表面上.将调制信号以电压形式加载于压电陶瓷管用共伸缩振荡来控制光纤端与晶体表面间距离,光信号在光纤端面与晶体表面发生菲涅耳反射产生的回波发生多光束干涉效应,实现对反射光的调制,从光纤耦合器的回波端输出被调制的回波光信号.这种光纤信号调制器主要针对光的振幅调制,实验中获得调制度约为44%,信噪比约为13 dB,带宽约为200 kH z.具有价格低廉、调制度高的特点,可应用于光纤传输信号的调制及信号斩波等.     

电光调制实验系统的设计

调制是光电系统中的一个重要环节，目前普遍采用的是电光调制、声光调制等调制方法。本文设计了一种基于锂酸铌电光晶体的电光调制实验系统。该电光调制实验系统主要是验证电光调制原理，并介绍了电光调制在激光通信方面的应用。通过此系统，可以了解晶体电光调制的原理和实验方法，学会在此系统中测量晶体的半波电压，电光系数和消光比等参量。     

一种六角点阵结构的金线填充偏振分束器

目的 基于光子晶体光纤的特殊结构，设计一种六角点阵结构的金线填充偏振分束器。六角点阵结构和金线填充设计有利于获得高双折射，使其具有更小的耦合长度，有利于器件小型化。方法 利用矢量光束传播法设计，并对偏振分束器的特征性能参数进行了数值计算分析。结果 当偏振分束器的周期Λ=1.14μm,相对孔间隔比d/Λ=0.733,椭圆率为0.78时，该光子晶体光纤偏振分束器的长度为369.24μm,在1.55μm处消光比为-37.8 dB,低于-10 dB消光比的带宽为18.9 nm。结论 计算结果表明，通过金线填充的光子晶体光纤，获得了短耦合长度、宽工作带宽的偏振分束器。     

高速率电光调制器偏置电压自动控制技术

采用电光检测的方法和误差分析的方式判断和识别电光调制晶体半波电压的漂移。利用PID控制算法实现高速率电光调制系统偏置电压高精度自动调节。最后对将研究的偏置电压自动控制系统应用于电光调制晶体,进行高速率调制实验。实验结果表明:采用偏置电压自动控制技术,改变了给电光调制晶体加载一个固定偏置电压的传统方式,使电光调制器偏置电压始终位于线性区的中点,以保证不失真调制,克服了电光调制器的半波电压受环境温度等多种因素的影响变化而电光调制晶体的半波电压发生漂移的问题。     

行波型波导电光调制高频特性的数值分析

依据相速度匹配原理,运用点匹配法和微波传输理论,为行波型波导电光调制建立了数学模型,对电光调制器中行波电极的特征参数以及调制带宽等高频特性进行了数值模拟。计算结果表明,适当地设计电极和缓冲层的厚度,能实现微波与光波的相速度匹配,从而使器件的－3dB调制带宽达到100GHz以上,为高频、宽带行波型电极的优化设计提供了可靠的理论依据。     

半导体光放大器交叉增益调制全光波长变换信噪比、误码率与消光比的关系

作者基于对半导体光放大器交叉增益调制(XGM)波长变换的信噪比、误码率与消光比关系的理论研究，导出了信噪比与消光比、误码率与消光比之间的关系。结果表明：(1)在消光比和信噪比的关系曲线中自发辐射对信噪比的影响较大；(2)适当增大变换信号的消光比，可以获得较高的信噪比并可改善输出信号的误码特性；(3)若增加探测光功率则有利于提高信噪比，而不利于提高消光比，因此需要在综合考虑信噪比和消光比的基础上确定探测光功率；(4)不同的探测光波长在消光比与信噪比的关系曲线中，对信噪比的影响不大。     

行波型波导电光调制高频特性的数值分析

依据相速度匹配原理,运用点匹配法和微波传输理论,为行波型波导电光调制建立了数学模型,对电光调制器中行波电极的特征参数以及调制带宽等高频特性进行了数值模拟.计算结果表明,适当地设计电极和缓冲层的厚度,能实现微波与光波的相速度匹配,从而使器件的-3dB调制带宽达到100GHz以上,为高频、宽带行波型电极的优化设计提供了可靠的理论依据.     

基于双折射基片的微纳光纤起偏器研究

给出了一种以双折射晶体为衬底,实现高消光比的微纳光纤起偏器的方法.利用双折射晶体为衬底,研究了在不同折射率和半径的微纳光纤中传播的光波的偏振特性.当采取的微纳光纤的折射率在双折射晶体的寻常光折射率和非寻常光主折射率之间,且光纤和晶体光轴夹角足够大时,可以实现在微纳光纤中起偏.改变微纳光纤半径以及光纤和双折射晶体光轴之间的夹角可以对消光比进行调控,半径越小,消光比越大;角度越大,消光比越大.对于半径为2.1μm微纳光纤,最大的消光比为22.74dB.     

近红外波段硅基石墨烯电光调制器研究进展

 近红外波段的电光调制器是未来光信号处理和计算系统中的关键功能元器件,硅基石墨烯电光调制器在结构尺寸、调制速率、调制带宽及大规模片上集成等方面具有诸多潜在优点而引起人们的广泛关注和重视。本文介绍了石墨烯的光电特性及光调制机理,结合石墨烯在近红外波段电光调制器中的研究及应用,综述了国内外近红外波段硅基石墨烯电光调制器的研究进展,重点叙述了条形波导结构、谐振结构、纳米梁结构的电光调制器的工作原理及各器件的特性,展望了硅基石墨烯电光调制器的研究方向。     

直拉法LiNbO_3单晶体的小面生长

用直拉法生长了不同取向的LiNbO_3单晶体,通过对这些晶体的外部形态和不同截面的浸蚀图象的观测,获得不同方向提拉晶体的小面形貌。采用三种方法确定了LiNbO_3晶体小面面指数,它们是(10·2)、(11·2)和(01·2)及它们的反演面(10·2)、(11·2)和(01·2)。并测定了小面尺寸与界面曲率半径的关系和出现小面的临界曲率半径,其结果与理论预期相符。     

Fe:LiNbO3晶体角度复用全息实验研究

研究了以掺铁铌酸锂(Fe∶LiNbO_3)晶体为记录介质的光折变体的全息记录和读出特性.搭建了角度复用光折变体全息记录的实验光路,记录了光折变全息图.实验研究了Fe∶LiNbO_3晶体的响应灵敏度,测量了光折变体全息记录和读出的衍射效率,测量了最小角度复用间隔,实验结果有助于评估和优化角度复用全息图的容量.     

不同光源下铈铁掺杂LiNbO_3晶体及LiNbO_3晶体响应情况研究

文章设计出基于二波耦合理论的实验图,研究了473nm、532nm、671nm三种光源照射下,铈铁掺杂LiNbO_3晶体与纯LiNbO_3晶体衍射效率及响应时间的变化情况。实验发现用532nm绿光做光源时,晶体的衍射效率最高,响应时间最短。     

LiNbO3光纤型行波光调制器的有限元分析

提出一种光调制器———L iNbO3光纤型行波光调制器,在结构上与传统的L iNbO3波导型调制器不同,它用L iNbO3光纤代替L iNbO3波导传输光载波,衬底则由低介电常数的S iO2取代高介电常数的L iNbO3.采用有限元法对厚的对称电极进行分析,得到调制器微波等效折射率以及等效特征阻抗随电极宽度、厚度、两电极间距以及缓冲层厚度4个参数的变化规律.分析结果表明,与传统L iNbO3波导型调制器相比,L iNbO3光纤型行波光调制器在相速匹配方面表现出极大优越性,若仅考虑相速匹配,理论上可得到高达300 GHz.m的带宽长度积,远大于传统的波导型调制器的1~10 GHz.m的限制,彻底解决了一般L iNbO3波导型行波光调制器在相速匹配方面的困难,极大地提高了调制带宽,具有很大的应用前景.     

KDPr_(63)激光调制器

激光调制器在光雷达、光测距、高速摄影等激光应用技术中是一项重要的组成部分。调制器有多种形式,最常用的是光的幅度调制,本文介绍一种KDPr_(63)激光调制器。 KDP晶体在波长0.2～1.55μ范围内具有良好的透光性能,尤其对于r_(65)型式最容易培养得到完美的大晶体,KDP光学性能稳定,能在大功率激光下连续工作。