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。     

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。     

磷酸二氘钾,KH_(2(1-x))D_(2x)PO_4,晶体的介电和电光性能与含氘量的关系

一、前言磷酸二氘钾(简称DKDP或KDP)是磷酸二氢钾(KDP)的同位素化合物。DKDP晶体有四方和单斜两种晶型,只有四方型单晶具有良好的电光性质。随着激光技术的发展,使用这种晶体作为电光调制器和电光快速开关,目前已开始应用于光通讯、光雷达、光存贮等一系列装置中。     

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。     

晶体电光调制实验模拟激光通信

在实验室中应用电光调制模拟激光通信,讨论了晶体电光调制理论并通过对比实验中采集的调制信号和解调信号的波形,分析晶体的电光调制特性对激光通信质量的影响,明确了调制信号静态工作点的位置以及调制信号幅度是影响激光通信质量的两个重要因素。     

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。     

有机场效应管在晶体电光调制中的应用

利用以肽菁铜为半导体层的有机场效应晶体管构成一个 反向放大电路作为电光调制器的调制电路, 测试了其对光信号的调制效果. 实验结果表明, 有机场效应管在低频下可实现放大功能, 为电光晶体提供驱动和调制电压, 并实现了对激光信号的调制. 根据实验结果, 对该场效应管的性能进行了分析.     

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。     

双输出激光强度电光调制

根据激光强度电光调制原理设计了双输出激光强度电光强制器，利用自行组装的实验系统进行实验，获得了比普通激光强度电光调制器的信噪比。     

液晶光学双稳态及自振荡研究

研究了一种扭曲向列相液晶电光调制器的电光特征，讨论了在两种不同偏振配置下液晶对光行为的影响及两种电光特性的区别，实现了液晶调制光学双稳态及多种光逻辑工作状态，发现了一种新的自振荡，观察到振荡的阈值现象和振荡周期对偏压的依赖关系．由于液晶非线性系数大，实验中只需中等强度的连续激光，避免了使用高强度脉冲激光而产生的脉冲间的不确定性。     

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.     

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.     

一种测量电光旋光晶体La3Ga5SiO14电光系数γ11的新方法

从理论上对激光处于电场中的旋光晶体传播方程进行了研究,应用琼斯距阵理论分析了入射到晶体表面和透过晶体的光的偏振态,推导出了透过晶体出射的光为线偏振的条件,利用旋光晶体电光系数γ_(11)与施加电场的电压V和晶体角度α的关系,通过实验,测量了La_3 Ga_5 SiO_(14)晶体电光系数γ_(11)为2．2×10~(-12)m/V．     

光脉冲分频技术及其应用

本文阐述一种光脉冲分频技术,它是用一块普通尺寸的电光晶体调制器来实现的。例述了这一技术的可能应用。     

锑烯量子点在全光调制和强光调控中的应用

为了控制强激光的动态特性,光开关是一个重要的组成部分,特别是电光调制器和全光调制器.本文中首先通过液相剥离法,高效地合成高质量的锑烯量子点.然后利用空间自相位调制技术测量到锑烯量子点的大有效非线性折射系数(～10~(-5 )cm~2W~(-1)),并阐明其产生的机理.这样的大有效非线性折射率足以改变强激光在等离子体吸收带以外的相位分布,从而导致"开关比"变化.其次,研究锑烯量子点的超快瞬态吸收.最后,基于空间自相位调制在锑烯量子点中成功地实现从紫外到红外的宽带全光调制和弱泵浦光控制的强信号光.研究结果为开发光子器件中等离子体过程的潜力提供一个新的视角.     

高信息率LiNbO_3光调制器

从调制器的结构和稳定性、同步带宽、调制效率、消光比、插入损耗以及调制晶体尺寸等方面提出高信息速率铌酸锂(LiNbO_3)光调制器的设计。介绍了调制晶体的加工,调制器的装调工艺和性能测试。所研制的LiNbO_3组合调制器,通常其半波延迟电压为35伏(λ=6328A),消光比17dB以上,透过率大于38％,电容为30Pf,理论计算同步带宽约为700MHz,此外还消除了压电谐振。此调制器在光纤PCM可视电话通信联试中获得满意的结果。     

锥光干涉图、光强透过率曲线对电光调制实验的影响

基于电光效应的基本原理,讨论了铌酸锂（LiNbO3）晶体横向电光调制实验中利用锥光干涉图暗十字线图样确定起偏器和检偏器偏振方向分别平行于晶体x,y光轴的方法,及光强透过率曲线偏移对测量铌酸锂晶体半波电压的影响．     

超高频电光晶体调制器

本文论述所研制的用于激光器锁模等方面的超高频电光晶体调制器。调制频率已完成实验的有100MHz、200Hz和400MHz三种。针对激光器锁模本文重点讨论了调制深度的确定和匹配电路的计算两个重要问题。     

光学整流产生和电光取样探测THz辐射的数值模拟

从麦克斯韦方程出发,得到光学整流方法产生THz辐射的电场的表达式以及自由空间电光取样系统探测到的电光信号与入射的THz辐射电场之间的理论关系式,并选取GaAs为产生晶体,ZnTe为探测晶体,通过数值模拟讨论激光脉冲宽度、产生晶体和探测晶体厚度这三个主要的实验因素对THz光谱的影响。     

光学整流产生和电光取样探测THz辐射的数值模拟

从麦克斯韦方程出发,得到光学整流方法产生THz辐射的电场的表达式以及自由空间电光取样系统探测到的电光信号与入射的THz辐射电场之间的理论关系式,并选取GaAs为产生晶体,ZnTe为探测晶体,通过数值模拟讨论激光脉冲宽度、产生晶体和探测晶体厚度这三个主要的实验因素对THz光谱的影响。