半导体分布反馈激光器的等效耦合系数

通过引进等效耦合系数，首次考虑了具有缓变波导和复折射率耦合DFB激光器中辐射与高阶分波耦合对等效耦合系数的影响，数值计算结果表明，对实折射率耦合DFB激光器，采用线性缓变波导能获得较大的等效耦合系数的相位，对复折射率耦合DFB激光器，即使是纯损耗耦合，等效耦合系数的相位也不等于－π／2，如果实折射率耦合与损耗耦合同时存在，则在某些情况下，等效耦合系数的相位会等于零．     

频变耦合双工器的快速综合方法

为了解决频变耦合双工器的快速综合问题，提出了一种耦合矩阵优化综合方法.该方法分通道滤波器综合和优化两个阶段.首先应用推导的双工器特征多项式迭代求解出各通道滤波器的特征多项式，并应用耦合矩阵综合法计算出各通道滤波器的规范耦合矩阵.然后，根据指定的频变耦合拓扑结构，优化逼近规范耦合矩阵.最后，反归一化双工器的频变耦合矩阵得到最终设计参数.电路仿真结果与理论综合结果一致，表明了所提方法的正确性和有效性.该频变耦合双工器快速综合方法保持了较好的通带等波纹特性，且可以根据设计需要，任意指定各通道滤波器的频变耦合拓扑结构.     

尖锥端光纤和半导体激光器的耦合

介绍了一种低反射高效率的尖锥端光纤和半导体激光器的耦合技术。应用模式耦合理论分析表明，这种尖锥端光纤的耦合效率可接近９０％，锥端反射损耗大于６０ｄＢ。因此，这种耦合技术既可以提高ＬＤ和光纤的耦合效率，又可以大大降低耦合反射对ＤＦＢ等激光器的影响。简单介绍了这种尖锥端光纤的制造技术，通过精密的磨抛加工，即可获得理想的尖锥端。用自行加工制备的尖锥端光纤与ＤＦＢ半导体激光器耦合，实际测量的耦合效率最大达７３．９％，反射损耗优于５０ｄＢ。     

Maxwell鱼眼微球透镜在光纤系统中的耦合效率极限

本文用梯度折射率（ＧＲＩＮ）介质的光线理论分析了Ｍａｘｗｅｌｌ鱼眼微球透镜光学耦合系统的耦合效率，得到了单、双透镜耦合系统耦合效率极限的计算公式。严格的数值计算表明，Ｍａｘｗｅｌｌ鱼眼微球透镜耦合系统的耦合效率远高于普通的均匀介质球光学耦合系统。     

高功率光纤激光器抽运耦合技术研究进展

综述了双包层光纤激光器端面，侧面和集中抽运耦合技术，分析表明侧面抽运耦合技术比端面抽运耦合技术更有利于获得高功率输出，其中分布包层抽运耦合技术是很理想的一种侧面抽运耦合方式。阐述了高功率光纤激光器的特点并介绍了光子晶体光纤和螺旋芯光纤的抽运耦合方式。     

高斯光束在光纤间的透镜耦合

高斯光束在光纤间的透镜耦合是耦合方式中较为常用的一种。首先指出高斯光束在光纤间利用透镜耦合的基本要求，然后通过归一化高斯光束的成像规律进行数值计算，分析了多个因素对于耦合的影响，得到透镜及整个耦合系统参数选择的一般性结论。最后给出一个耦合实例证明该方法的可行性。     

30Gbit/s并行光发射模块制作过程中的光耦合及封装

介绍了并行光发射模块制作过程中，垂直腔面发射激光器列阵与列阵光纤的对准及固定方法. 对斜面光纤折弯耦合和垂直耦合两种方法进行了实验研究，得到的平均耦合效率均达70%以上. 比较了两种耦合方式的利弊. 针对列阵光纤耦合的特点，介绍了列阵光纤耦合过程中光纤的位置、角度的调整方法和特点.     

半导体激光器与光纤耦合系统的研究

采用的耦合系统考虑了耦合方式的简单可行性，耦合系统各个元件的位置和离轴透镜的离轴角度对耦合效率的影响。并且利用高斯传输定理、模式匹配原理和矩阵光学的理论加以分析和解释，得出对半导体激光器与光纤耦合系统结构的设计具有指导意义的结论，对提高半导体激光器与光纤耦合系统的耦合效率提供理论依据。     

芯片式光谱仪光束耦合与对准监测系统设计

针对芯片式光谱仪的光束耦合与对准监测难的问题，提出了一种集成光学系统，避免光纤与芯片式光谱仪接收端接触产生磨损；有效解决光纤遮挡导致无法监测耦合效果的问题。光学系统由耦合前部分系统、监测后部分系统和复合共用系统三部分组成，复合共用系统需同时配合耦合前部分系统与监测后部分系统分别完成光束耦合与对准监测的功能。采用多重组合方式对整体系统进行设计，针对6 μm入射光纤与20 μm×20 μm的芯片式光谱仪接收端，在（1 550±50） nm的工作谱段对光纤光束与芯片式光谱仪接收端耦合系统与监测系统进行了设计，并通过LightTools软件对耦合系统进行能量分析，计算耦合效率为0.733。整体系统结构简单且无需手动调节，可同时进行光束耦合与对准监测，为芯片式光谱仪的耦合及监测提供了一种新方法。     

基于光纤端帽的红外宽波段耦合光学系统设计

新一代红外对抗技术中，需要将红外高峰值功率激光耦合进红外传能光纤中进行传输。针对红外宽波段、高峰值功率激光进行光纤耦合时存在的问题，设计了一种光纤端帽参与聚焦的消色差耦合光学系统，能够对高峰值功率的2.1～4.6μm红外激光进行光纤耦合，并且光纤端帽可以提高光纤端面的损伤阈值。然后，对消色差耦合光学系统进行了详细设计，并选择了最佳三片式消色差玻璃组合ZNS/MGF2/IRG206进行设计，最终在耦合系统焦距为35 mm时，该系统对2.1～4.6μm波段的耦合效率达到92.74%。进一步分析可知，耦合光学系统最佳的焦距范围在35～47 mm，以及焦距在40 mm时，光纤对准最大容差为60μm。     

Approximation techniques for the mutual admittance of slot antennas on metallic cones

The effect of scattering from a sharp tip on mutual admittance is investigated for pairs of circumferential and radial slots on a semi-infinite metallic cone. Mutual coupling measurements as a function frequency and angular separation are presented and compared with numerical calculations. The base of the conical model used in the experimental study was terminated in a spherical cap to minimize scattering from the finite length of the apparatus. The circumferential slot results illustrate interference effects between the direct coupling from slot-to-slot via the geodesic path over the conical surface and the tip back scattering. For the radial slot configuration, the results exhibit negligible tip scattering effects. The analysis utilizes a computer calculation of mutual coupling between circumferential and axial slots on an equivalent cylinder to predict the direct coupling contribution and utilizes the tip diffraction coefficient for calculating the component scattered by the apex. The tip diffraction coefficient is derived from an asymptotic expression for the tip-scattered component of the surface magnetic field excited on a semi-infinite conical surface.     

W、Mo、Pt、Pd探针恒流、恒高模式STM图像比较研究

应用激子动力学方法 ,计算机模拟了 W、Mo、Pt、Pd探针恒流、恒高模式扫描隧道显微镜 (STM)图谱。结果显示出 ,不同探针恒流模式 STM图谱分辨率基本一致 ,而恒高模式的 STM图谱以 Pd探针分辨率较高 ,W、Mo探针次之 ,Pt探针较差     

用准静态电磁场方法研究扫描近场光学显微镜的耦合特性

为了研究扫描近场光学显微镜(SNOM)中探针和粗糙样品表面的耦合相互作用,采用准静态电磁场理论的方法,提出了一种模拟SNOM的理论模型。在该模型中,探针和样品突起由极化偶极子表示,样品平面的诱导极化效应由影像偶极子表示,应用偶极子辐射理论可以得到系统的场方程,通过自洽的方法可以求出任意偶极子位置处的严格解析解。该方法与通过并矢传播子方法得出的结果完全相同,其优点在于实用性和计算的简便性。     

Effect of tip shape in the design of long distance electrostatic force microscopy

In this paper, it is shown that the tip as well as the cantilever (both conducting) act on the electrostatic force. The experimental results on force versus distance agree with the simulations derived from the Equivalent Charge Model. These simulations allow to determine the influence of geometry of the tip and bending of cantilever on the force exerting on the sensor. So, we predict the tip design and operating conditions (detection mode) to achieve the best resolution, particularly in long distance tip-sample in Electrostatic Force Microscopy.     

利用图像中的探针信息获取探针形貌的方法

扫描探针显微技术已在纳米甚至原子级的形貌获取中得到了广泛地应用。其分辨本领在很大程度上依赖于探针的形貌尺寸。传统的检测探针的方法大多对针尖的损伤很大或需要复杂的仪器,这就使这些方法带有一定局限性。本文提出利用扫描图像中反映的探针信息数值求解探针形貌的方法,利用探针扫描不同样品所得到的扫描图像还原探针的形貌,结果显示用此算法能够还原出原针尖的形貌。为了更好地与实际结果对比,用原子力显微镜扫描图像来验证此方法的正确性,结果显示反构造的探针形貌结果与MI公司所提供的探针尺寸吻合很好。     

FDTD法研究镀纳米结构薄膜光纤探针近场分布的特性

利用时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD),对镀纳米结构薄膜光纤探针的成像特性进行数值模拟.讨论了探针尖端纳米颗粒以及薄膜中粒间距对探针分辨率和灵敏度的影响.结果发现,镀膜中颗粒分散且针尖端20 nm内有一个纳米颗粒时,分辨率可以提高数十纳米,灵敏度提高数十倍.     

Design optimization of wedge-shaped lensed fibers for fiber-laser coupling: Fresnel reflection and non-Gaussian mode effects

Two approaches, i.e., a diffraction model considering Fresnel reflection and a paraxial beam propagation method are utilized to optimize the design of wedge-shaped lensed fibers for coupling between laser diodes of highly asymmetrical beam and single-mode fibers. It is demonstrated for the first time that, in contrast to the prevailing view, the non-Gaussian fiber-mode shape modification by the wedged fiber tip greatly reduces the coupling efficiency when the wedge angle is relatively large, while the Fresnel reflection is found to play an insignificant role. The fundamental cause of the non-Gaussian shape effect is fully explored and, consequently, a novel design is proposed to suppress this effect and increase coupling efficiency. Moreover, the novel design is relatively simple, and it does not complicate the fiber tip fabrication process.     

Atomic force microscopy with carbon nanotube probe resolves the subunit organization of protein complexes

Among many scanning probe microscopies, atomic force microscopy (AFM) is a useful technique to analyse the structure of biological materials because of its applicability to non-conductors in physiological conditions with high resolution. However, the resolution has been limited to an inherent property of the technique; tip effect associated with a large radius of the scanning probe. To overcome this problem, we developed a carbon nanotube probe by attaching a carbon nanotube to a conventional scanning probe under a well-controlled process. Because of the constant and small radius of the tip (2.5-10 nm) and the high aspect ratio (1:100) of the carbon nanotube, the lateral resolution has been much improved judging from the apparent widths of DNA and nucleosomes. The carbon nanotube probes also possessed a higher durability than the conventional probes. We further evaluated the quality of carbon nanotube probes by three parameters to find out the best condition for AFM imaging: the angle to the tip axis; the length; and the tight fixation to the conventional tip. These carbon nanotube probes, with high vertical resolution, enabled us to clearly visualize the subunit organization of multi-subunit proteins and to propose structural models for proliferating cell nuclear antigen and replication factor C. This success in the application of carbon nanotube probes provides the current AFM technology with an additional power for the analyses of the detailed structure of biological materials and the relationship between the structure and function of proteins.     

Deterioration of taper lens performance due to taper asymmetry

The influence of rotationally asymmetrical, i.e. bent drawn, fiber tapers on the coupling performance of taper lenses used for laser diode- or LED-to-single-mode-fiber coupling is investigated. It is found by experiments that the lateral offset of the taper tip with respect to the fiber axis should be below ≈6 μm if a significant increase in coupling loss is to be avoided. The experimental results are interpreted by numerical simulations applying the beam propagation method     

Costas编码跳频宽带雷达信号测速技术研究

 频率步进雷达固有的时延－多普勒耦合现象严重影响了运动目标的距离－速度二维联合分辨率.使用具有近似"图钉型"模糊图的跳频脉冲串信号可以消除时延－多普勒耦合,从而同时获得距离和速度的高分辨特性.本文首次推导了跳频脉冲串信号统一形式的模糊函数,分析了编码跳频信号的模糊性和分辨特性,并针对宽带信号下的高速目标提出了一种新的Costas编码跳频信号STRETCH处理方法,有效抑制了传统方法的高旁瓣问题.仿真实验表明Costas编码跳频信号具有较好的测速以及高分辨距离成像性能.