级联Y分支光波导的优化设计

设计了一种适于级联的Y分支结构。因光输入场不对称产生高阶模,且光输入区的畸变而产生的辐射场与导模之间容易发生干涉,这些因素导致Y分支输出不均匀。在输入波导后添加一段起模式过滤作用的窄波导结构,可以在对器件长度及损耗影响很小的情况下,有效滤除高阶模,减小干涉效应,改善器件输出的均匀性。使用该结构设计并优化的1×4分束器,在输入光波长为1.3μm、1.55μm时,器件均匀性可以分别达到0.0191dB和0.0214dB。     

多模干涉型B270-As2S8复合光波导的优化设计

为了更加完整有效地研究As2S8薄膜波导的饱和光阻断和非饱和光阻断效应及其应用,提出并设计出了一种新型的、可有效实现光阻断效应的多模干涉型B270-As2S8复合光波导结构,该复合波导的输入端和输出端与单模条波导同基集成。利用3维光束传播方法(BPM)进行仿真运行,结果显示,该复合波导的端接耦合效率可以达到94.53%,插入损耗仅为0.6dB。复合波导中的光场大部集中在As2S8薄膜中传输,并且具备了良好的导波传输特性,十分有利于光阻断效应的有效实施。     

扩展BANYAN网络的可重构 无阻塞8×8矩阵光开关

在分析CROSSBAR网络(CN)和BANYAN网络(BN)结构的基础上,提出了一种新的扩展BANYAN网络(EBN)可重构无阻塞结构。以8×8矩阵光开关为例,分析了EBN结构的两种形式及其可重构无阻塞特性,给出了开关单元驱动逻辑。从理论上计算了SiO₂波导EBN结构矩阵光开关的光学损耗和功耗。对于8×8开关,插入损耗为3.3 dB。按理论计算设计制作了8×8矩阵光开关,测得波导传输损耗为0.1 dB/cm,光纤-波导耦合损耗为0.5 dB/point。光开关插入损耗为4.6 dB,平均串扰为-38 dB,平均偏振相关损耗为0.4 dB,开关平均功率为1.6 W,响应时间约为1 ms。实验结果与理论计算基本符合。     

新型聚合物光可变衰减器阵列

光可变衰减器是密集波分复用网络中的重要器件之一.介绍了一种新型聚合物光可变衰减器(VOA)的设计方法,利用聚合物的热光效应,动态范围可达25dB.这种新型聚合物VOA不仅体积尺寸小,插入损耗小,功耗低的优点,而且表现出良好的偏振独立性,对该器件进行了相关性能的分析和模拟.     

新型聚合物光可变衰减器阵列

光可变衰减器是密集波分复用网络中的重要器件之一.介绍了一种新型聚合物光可变衰减器(VOA)的设计方法,利用聚合物的热光效应,动态范围可达25dB.这种新型聚合物VOA不仅体积尺寸小,插入损耗小,功耗低的优点,而且表现出良好的偏振独立性,对该器件进行了相关性能的分析和模拟.     

硅微光机械加速度地震检波器中 M-Z光波导干涉仪结构设计

提出了一种新型的硅基M-Z干涉型光电集成加速度地震检波器。对硅基微光电机械加速度地震检波器的M-Z光波导干涉仪系统进行了系统研究和优化设计,采用K9玻璃作为基底层和包层材料,Bak7玻璃作为波导层材料,波导的宽度为4 μm,厚度为0.4 μm。M-Z光波导干涉仪的Y分支设计中采用上升反正弦S型弯曲,为适用于该干涉仪的信号臂和参考臂大跨距的特殊结构,应用波导转向镜实现了大角度光路转折,反射转向镜的内介质采用镀制金属铝膜得以实现,并利用BPM进行了仿真。为了防止TE模偏振光的偏振态经铝膜全反射后发生变化,加了4个长度为1 mm的TE模偏振器以保持其偏振态。实验结果与理论相符。     

LiNbO3基Sn-As2S8单偏振单模波导电光开关的设计

掺锡非晶态硫化砷(Sn-As_2S_8)半导体具有独到的光阻断效应,与电光效应晶体结合有望构成新的功能器件。为此提出了一种以铌酸锂(LiNbO_3)为基板、以Sn-As_2S_8半导体为导波的马赫一曾德干涉型电光开关的方案。阐述了器件设计的理论和方法,设计了LiNbO_3基Sn-As_2S_8单偏振单模波导,对3dB定向耦合器做了取点扫描法优化设计,对电压与电极长度之间的关系进行了定量计算。器件经三维BPM仿真表明,在外加电压on和off的情况下,输出端口可分别实现(0.14±0.06)%和(99.95±0.02)%的耦合效率,显示出良好的电光开关功能。     

B270-As_2S_8复合平面波导制备技术研究

为了制备As2S8波导,提出一种兼顾导波和光子作用的复合波导结构,叙述了B270-As2S8复合平面光波导的制备工艺。实验制备了复合平面光波导,采用双棱镜耦合的方法激励复合平面波导的导模,实现导模在波导中的传输,并且在复合平面波导上实现光阻断效应。结果表明该复合平面波导具有良好的传输特性,可应用于制备光开关等波导器件,具有一定的应用潜力。     

基于中心积分法的11维集成光波导芯片封装系统

研制了基于中心积分法的集成光波导芯片封装系统,该系统在空间11维上实现了光波导器件的位置调节,通过高精度对准和改进后的中心积分法快速准确地实现芯片对准。在单芯光纤-条波导-单芯光纤系统的封装测试实验中,端面耦合损耗的平均值为0.113 6 dB,单次耦合损耗的最大值＜0.13 dB,标准偏差＜0.02 dB,单次耦合时间＜2 min。在单芯光纤列阵-1×8波导分支耦合器-8芯光纤列阵的封装生产中,各通道插入损耗均＜10.5 dB,均匀性指标＜0.4 dB,单次耦合时间＜5 min。数据证明,该系统已完全达到商业化标准,具有良好效果和实用性。     

微纳流体光波导及其在生物传感器中的应用

微纳流体光波导融合了微观流体与微光学特征,能够在相同物理空间实现流体介质和微光学信息功能及结构的集成,是生物化学分析及生物传感器的关键器件.本文综述了微纳流体光波导研究现状及其在生物传感器和生物化学分析中的应用实例.论述了实现微纳流体光波导的全反射机理、多层干涉效应,抗谐振反射机理,以及基于上述机理实现的各种流体波导形式.重点分析了基于微纳流体层流效应的全流体波导,基于多层干涉效应的Bragg光波导、空心光子晶体波导、狭缝光流体波导、抗谐振反射光波导等多种波导的特点.指出狭缝光流体波导和抗谐振反射光波导具有更好的设计灵活性,且检测灵敏度高、可靠性好、易于集成制造,可望在生物传感器及微纳流体光学系统中得到更广泛的应用.     

光阱位置操纵系统的研究

利用He-Ne激光器,在LEICADMIRBE倒置显微镜上建立了可对生物样品进行三维操纵的光镊系统。在光镊的研制过程中,我们重点对光阱的横向位置操纵系统进行了研究。理论分析及实验表明,利用平移反射镜及转动反射镜的方案均可实现光阱位置的横向操纵。本文对平移反射镜及转动反射镜实现光阱位置操纵的机理进行了详细的论述,并对操纵过程中保证光阱质量不发生变化的条件进行了理论分析和说明。此外,比较分析表明,与平移反射镜系统相比,转镜系统在光镊技术中的应用可加快光镊操纵速度、简化光阱位置操纵系统的复杂程度、有利于系统开发成本的减少及开发周期的缩短。     

EUV Optical Design-Reflective and Diffractive Optics

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ａｃｌｉｅｎｔｏｆｔｅｎａｓｋｓｈｉｓｄｅｓｉｇｎｅｒｆｏｒｔｏｏｍｕｃｈ :ｅｘｃｅｓｓｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｉｎｏｎｅｆｏｒｃｏｓｔｓａｖｉｎｇ ,ｕｎｒｅａｌｉｓ ｔｉｃｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｊｕｓｔｆｏｒｓｅｌｆ ｓａｔ ｉｓｆａｃｔｉｏｎ ,ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ .Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ ,ｉｔｉｓａｌｓｏｔｒｕｅｔｈａｔｓｏｍｅｃｌｉｅｎｔｓｐｒｏｖｉｄｅｅｘｃｉｔｉｎｇａｎｄｃｈａｌ ｌｅｎｇｉｎｇｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓｔｏ…     

基于时域结构的光学相干层析系统的调试

基于时域结构的光学相干层析系统由于光线多次通过,按照光路可逆原理调整会很困难.在理论分析和多次实验基础上,现总结出一套快速调试方法,大大缩短光路调试时间.详细分步骤描述了纵向傅里叶快速扫描光学延迟线和横向扫描部分的调试方法,给出快速寻找干涉系统光程匹配点的调试方法.利用构建好的光学相干层析系统进行层析成像实验调试,纵向...     

一种实用化的光控自动真空镀膜机

采用分布式控制(DCS)的方法,用小型可编程逻辑控制器(PLC)替代中型PLC,提出了镀膜真空的13个子过程概念,实现了基于国产部件的真空过程自动化。以国产光控为核心,采用组态软件和控制软件结合的方法,通过经典和现代滤波技术,实现了光控自动判停,采用监控信号变化率dR/dt来控制薄膜的蒸发束率,制作了相应的分光膜和宽带增透膜,在低成本前提下提高了光学薄膜监控的精度。     

光学薄膜领域反应磁控溅射技术的进展

光学薄膜领域应用反应磁控溅射技术已有多年,反应磁控溅射对提高薄膜质量及降低工艺成本的作用,已受到业界的重视,正在进入工业生产之中。对光学薄膜领域中反应磁控溅射技术中的相关问题进行了评述,提出了一种可能的方案。     

用于激光频率参数测量的飞秒光学频率梳

近年来随着光纤制造技术和飞秒激光技术的成熟,以掺铒(Er)光纤光学频率梳为代表的频率梳技术,逐步突破了光学 频率测量领域,在长度测量、精密光谱分析、超低相位噪声微波频率产生、精密时间频率传递、温度测量等领域发挥出越来越重 要的作用,已成为许多高端科研领域的基础性工具。 但飞秒光学频率梳所解决的重要问题是对激光频率进行测量。 本文主要 面向激光频率参数测量的需求,研制基于掺 Er 光纤飞秒激光器的光学频率梳,在实现光学频率梳稳定运转的前提下,通过非线 性光学频率变换技术,实现光谱范围从掺 Er 光纤光学频率梳的中心波长向各个待测激光波长的转换,并完成与多个不同波长 激光的拍频信号探测。 目前已验证的飞秒光梳可测频率范围为 500 ~ 2 000 nm;频率稳定度和准确度为 10 -16 量级;线宽为 Hz 量级。 该指标满足了激光频率特性参数测量的需求,为激光绝对频率、频率漂移、线宽等参数的测量提供了基础性的测量工具。     

Present status of research on space optical remote sensors at CIOMP

1　IntroductionWiththerapidtechnologydevelopment,spaceopticalremotesensor (SORS)appearstobeplayingmoreandmoreimportantroleinearthenvironmentprotection ,nationaleconomicdevelopmentandde fense .Basically ,itisamultidisciplinaryhigh techproductintegratingwithoptics,mechanics,elec tronics,materialtechnology ,andcomputertechn ology .AsthecradleofopticsresearchinChina ,ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,Chineseacademyofsciences (CI OMP)hasbeendoingresearchanddevelopmentinallth…     

天文光干涉技术

望远镜技术和光干涉技术的结合是提高望远镜分辨率的方法之一。介绍了天文光干涉的原理和实现恒星光干涉主要的几个关键技术,星光采集的定天镜系统、光程补偿的延迟线系统、光束平行性调整的星光方向矫正系统和计算机全自动控制系统,简要介绍光学综合孔径干涉成像技术、天文光干涉的研究状况和天文光干涉技术的发展方向。     

长焦距大口径连续变焦距光学系统

为了实现对远距离目标的实时跟踪与测量,设计了口径为650 mm,焦距为5 000~2 000 mm的连续变焦距光学系统。提出了牛顿式折反射光学系统与倒置的连续变焦距光学系统组合的设计方法,实现了光瞳的合理匹配与对接。确定了合适的入瞳位置,消除了变焦过程中像面容易产生的鬼像。通过合理匹配主系统和变焦距系统的光焦度,使得二级光谱最小化。运用CODEⅤ软件对各焦距位置的像差进行优化与平衡,使变焦距光学系统在各焦距位置的像差均得到校正与平衡,像面保持严格的一致性,从而各焦距位置成像质量良好。实验显示该系统全视场平均传递函数均在0.524以上（Nyquist频率：35 lp/mm）,满足使用要求。     

Near-field scanning optical microscopy using polymethylmethacrylate optical fiber probes

We report the first use of polymethylmethacrylate (PMMA) optical fiber-made probes for scanning near-field optical microscopy (SNOM). The sharp tips were prepared by chemical etching of the fibers in ethyl acetate, and the probes were prepared by proper gluing of sharpened fibers onto the tuning fork in the conditions of the double resonance (working frequency of a tuning fork coincides with the resonance frequency of dithering of the free-standing part of the fiber) reported earlier for the case of glass fibers. Quality factors of the probes in the range 2000–6000 were obtained, which enables the realization of an excellent topographical resolution including state-of-art imaging of single DNA molecules. Near-field optical performance of the microscope is illustrated by the Photon Scanning Tunneling Microscope images of fluorescent beads with a diameter of 100 nm. The preparation of these plastic fiber probes proved to be easy, needs no hazardous material and/or procedures, and typical lifetime of a probe essentially exceeds that characteristic for the glass fiber probe.