液晶技术在光通信领域上的应用

随着光通信技术的不断发展,系统对光器件的性能要求越来越趋于多样化,液晶以本身特有的特点在众多新技术中存活下来并不断的成熟,目前,国外很多公司基于液晶的技术平台开发推出了一系列的动态可调的商用新产品.从目前较成熟的技术应用上分类,液晶器件主要可以分为波长无关的光功率控制器件、波长相关的光功率控制器件及偏振控制器件三大类.文章试图探讨液晶技术在光通信领域的应用.     

面向21世纪的Si基光子学

Si基光子学是近年来在半导体光电子学和纳米材料科学领域中迅速发展起来的一个新型分支学科,旨在研究各类Si基低维材料的发光特性,各种Si基光子器件的设计与制作,并进而实现用于现代光通信技术的全Si光电子集成电路。预计在未来10年内,随着Si基纳米材料发光效率的提高,器件制备技术的进步和光电子集成工艺的成熟,Si基光子学的研究将出现重大突破性进展,并很有可能引发一场新的信息技术革命。本文着重介绍了用于Si基光电集成的光子学材料、器件与工艺在近3~5年内所取得的研究进展,并预测了它们的未来发展趋势。     

直波导耦合输出AlGaInAs多量子阱环形激光器研究

采用InP基InAlGaAs多量子阱激光器外延材料结构, 利用感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术和聚酰亚胺介质平坦化工艺, 研制了多量子阱半导体环形激光器样品. 该器件通过加正偏压的环形结构谐振腔实现光激射, 然后借助紧邻的直线波导耦合将光信号输出. 环形谐振腔直径为700 μm, 波导宽度为3 μm. 用光纤对准直线波导端口耦合测试了环形激光器的光功率-电流特性曲线和激射光谱, 其阈值电流为120 mA, 在注入电流160 mA时从直波导耦合输出得到激射光谱的中心波长为1602 nm, 并结合光功率-电流特性曲线对环形激光器中的工作模式进行了初步分析.     

CaF_2:Dy~(2+)荧光晶体的连续红外光激射实验

CaF_2:Dy~(2+)荧光晶体光学质量较佳,具有较宽的吸收带、较长的亚稳态寿命和较低的阈值功率,故较早就实现了连续光激射,且为目前固体连续光激射器中输出功率较高的一种。其输出波长为2.36μ,落在大气窗口,故为人们所重视。我们在以前工作的基础上开展了这种器件的研制。使用直径为8—9毫米,长度为100毫米左右的晶体棒,已获得大于2瓦的连续红外光激射输出。在低功率水平的情况下,可以连续输出40分钟以上。实验装置实验装置如图1所示。聚光系统是直径为400     

能否制造完美的光学透镜?

完美透镜可以突破衍射极限实现亚波长成像,具有重大的应用价值.该概念的物理效果已经通过微波二维传输线实验得到验证,目前人们关心的是在光波段是否也可以制作出完美透镜.本文简要回顾了完美透镜概念的产生和发展过程,并从理论机制、器件参数和制备能力等角度阐述了它在光波段的发展前景.     

SGDBR可调谐半导体激光器波长切换理论研究

取样光栅分布布拉格反射(SGDBR)可调谐半导体激光器是一种典型而重要的单片集成光子器件, 在宽带光通信系统和智能光网络中有着良好的应用前景. 为了分析SGDBR可调谐半导体激光器的动态特性, 本文有效地结合了行波法和传输矩阵法的优点, 建立了一个适应性广泛、运算高效的分析模型: 激光器有源区采用时域行波法, 而对结构复杂的无源光栅区则采用频域传输矩阵法, 再通过数字滤波器将其变换到时域. 利用该模型对SGDBR可调谐半导体激光器波长切换的瞬态光谱和模式竞争进行了细致研究, 并提出在不改变载流子密度的条件下, 通过增加光栅区耦合因子来提高其波长切换的性能.     

光激发气体传感器

随着人们环境健康与安全意识的提升,气氛识别的应用场景得到不断拓展,这对气体传感器的发展提出了集成化、便携化和智能化等全新要求.为突破热激发气体传感器必须在高温工作的局限,人们提出利用光代替热作为气体传感器激发能量的来源,光激发气体传感器应运而生.同时具有光电性能和气敏性能的半导体敏感材料是光激发气体传感器的核心.激发光波段与气敏材料带隙具有一一对应的关系,常见的气敏材料带隙均在3.0 eV以上,现有的绝大部分光激发气体传感器工作均须采用紫外光激发.然而,紫外光对人体有诸多的危害,拓展光激发气体传感器的可用光波段范围,是光激发气敏材料开发的重要目标.纳米形貌调控、材料修饰和材料复配等是目前最常用的能带调控手段.由于该领域的发展还停留在实验室阶段,如何与产业对接,制造出真实可用的产品是目前亟需突破的问题.简化工艺、降低成本且不牺牲器件性能是器件结构与工艺设计的首要原则.人们在克服诸如器件小型化、集成化以及工艺兼容性问题等方面已取得了部分阶段性进展.本文从光源种类、光源波长与材料带隙的匹配和器件结构设计等方面出发,系统地介绍光激发气体传感器的研究现状,提供新的研究思路.     

激光通信

光通信起源于烽火台。而将旗语、灯光明灭等最原始的通信方法一举实现现代化的则是激光通信。使光通信能付诸实用的前奏是半导体激光的发现、PCM通信技术的发展以及光纤维的应用等技术上的划时代进展。     

基于SOA-XGM全光波长变换的实验研究

在反向注入辅助光的条件下对基于半导体光放大器(SOA)中交叉增益调制(XGM)的全光波长转换进行了研究, 分析了该方案中转换信号的眼图消光比、信噪比与所注入辅助光的功率、波长之间的关系. 实验结果表明, 注入适当功率和波长的辅助光后, 转换信号的眼图信噪比可提高6~10 dB, 明显改善了转换信号眼图的质量, 降低了系统的误码率, 提高了系统的灵敏度.     

蓝色光半导体激光器

IBM公司的研究人员研制出了创以10％效率记录的一台发蓝色光的半导体激光器。普通的蓝色光气体激光器一般只能把低于0.1％的电输入功率转变成蓝光。目前应用中的半导体激光器体积小、效率高,其输出直接随输入电流变化,因此便于控制。这些优点使它们在激光打印机上和光导纤维通迅方面得到应用。 IBM公司采用了一种新方法,把红外光通入一种称为铌酸钾的特殊晶体,通过铌酸钾的光其频率得到加倍,结果缩短了普通半导体激光器的波长。这个过程称之谓“谐波振荡”。用这种方法,波长为856毫微     

硅球密度绝对测量

单晶硅球密度的绝对测量是阿伏加德罗常数测量的关键技术,是目前国际热点研究领域.本文综述了包括我国在内的国际单晶硅球密度测量的最新进展,涉及硅球密度测量的技术原理、测量领域、影响因素、测量装置及最佳测量能力等,分析了硅球密度测量的主要难点和关键技术,预测了相关研究的技术前景及发展趋势.     

Research Progress on High-Density Optical Storage Materials for Blue-Green Laser Recording

The key for the development of high -density optical storage technology nowadays is to develop short wavelength (blue-green laser) recording media and devices. Based on the progress achieved in the key program of National Natural Science Foundation of China "high-density optical storage materials using blue -green laser recording", the chemical composition, microstructure, storage performance and related mechanisms of some kinds of novel high density optical storage materials are presented in this paper. The research method and clew for super high -density optical storage materials and technologies are highlighted.     

亚波长微纳光学的前沿研究(一)

材料与结构在微纳米尺度展现了许多不同于宏观尺度的新特征,微纳加工技术已经成为当前科学研究与工业开发的热门领域之一。笔者简要介绍了负折射材料和黑硅这两种微纳光学材料的制备及其特性,展示了微纳光学材料在新技术中的广阔前景和科技创新中的重要作用。     

宽带光纤接入网技术

文章论述了光纤宽带接入方式的概念及其关键技术,分析了各种技术的优缺点及应用方式,描述了光纤接入网的发展方向,指出了光纤接入技术目前比较现实和理想的技术方案选择思路。     

虚拟专用网技术的发展现状及展望

随着Internet网络技术的普及,虚拟专用网VPN(virtual private network)技术在网络发展中的突出地位越发显现。文章介绍了VPN技术的概念、技术、协议及其应用。着重介绍了光虚拟专用网OVPN技术的网络结构、技术特点和优势以及与L2/L3 VPN的性能比较。     

太赫兹波调控技术：驾驭太赫兹之光

随着研究的不断深入,太赫兹科学与技术在多个基础研究及工程应用领域的重要地位日益凸显。辐射源、传输与控制及探测感知是太赫兹技术进一步发展需要继续探索的三个重要方面。太赫兹波应用的共同基础是使其与物质发生有效的相互作用以携带信息、传输能量等,实现这些过程往往需要对太赫兹信号的振幅、相位、频率、偏振、波前等电磁特性及自旋角动量、轨道角动量等光子特性在时空维度上进行调控。上述调控可以直接在辐射源处进行,也可以在传输过程中引入额外的功能器件。文章介绍了几种最具代表性的、基于源及器件的太赫兹波调控技术,并总结其基本原理、发展历程及最新进展。太赫兹波调控技术的发展将为太赫兹波的进一步应用奠定坚实的基础。     

亚波长微纳光学的前沿研究(二)*

结合薄膜光学、导波光学和衍射光学制备的亚波长微纳结构器件,具备制作新型功能光学元件的潜力,是当今光学领域备受关注的研究热点。笔者介绍了亚波长导模共振结构应用于可调谐滤波器、彩色图像再现,及其周期性孔阵列结构制备的可调谐滤波器。这些研究展示了微纳米尺度的光学结构不同于宏观尺度的新特征,及其在新技术的广阔前景和科技创新中的重要作用。     

DNA损伤修复的单分子水平研究进展

外源或内源的DNA损伤在生物体内持续发生。DNA损伤修复的缺陷与很多疾病甚至癌症等息息相关,而生物细胞进化出一系列精密的修复机制以耐受或切除这些损伤。单分子技术区别于常规的生化、分子生物学等手段,可以在体外和活细胞内研究DNA修复相关生物分子的动态反应特征,从而对DNA修复机制进行更充分的剖析。文章围绕常见的DNA损伤及其修复类型,阐述了近年来利用原子力显微镜、磁镊、光镊等单分子操控技术,以及全内反射荧光显微镜、光激活定位显微镜和超分辨显微示踪等单分子荧光成像技术在DNA修复机制研究中取得的进展,梳理了利用单分子技术解决的长期存在的关于DNA修复难题,并展望了单分子技术联合其他交叉学科技术在研究DNA修复机制方面的前景。     

浅析燃料电池

燃料电池作为一种将化学能直接转换为电能的发电装置,凭借其发电效率高、污染小、噪音低等诸多优点在各个领域中脱颖而出,被《美国时代周刊》誉为"21世纪的高科技之首"。本文阐述了燃料电池的相关概念及特点,讲述了燃料电池的发展历程,并从民用和军用两大方面介绍了燃料电池的最新进展,最后探讨了燃料电池发展面临的问题并对它的未来进行了展望。     

三值光学计算机

三值光学计算机是2017年3月问世的通用型光电混合计算机系统。它用无光态和偏振方向正交的两个偏振光态表示信息,用旋光器和偏振片来改变这三个光态,进而完成三值逻辑运算和MSD(modified signed-digit representations)冗余表达数值的二进制并行加法运算。这种新型计算机具有处理器位数众多、处理器位可以分组独立使用、处理器位的计算功能可重构等优势;还以非易失随机存储器件为基础,构建了与处理器频繁交换大量数据的双空间存储器系统;为便于编制发挥这些特色的应用程序,采用SZG文件为程序员遮蔽三值光学处理器与传统电子处理器的差别,构成了保持传统编程技术的新编程平台。目前,针对快速傅里叶变换、元胞自动机等典型算法,验证了这种新型计算机的加速能力。