光子带隙光纤准直器回波损耗研究

研究了一种光子带隙光纤准直器。为了降低回波对光源的干扰,通常光纤准直器的回波损耗不应低于60 dB。由于带隙光纤端面没有反射,因此满足这一条件的带隙光纤准直器GRIN透镜入射面的倾斜角与普通光纤准直器不同。从高斯光束通过光学系统的一般模型出发,利用矩阵光学和高斯光束耦合理论,推导了光线传输矩阵。结合实际应用中光纤及GRIN透镜的参数,仿真分析了尾纤与GRIN透镜之间的间距及GRIN透镜的参数对准直器回波损耗的影响。结果表明,镀有增透膜时,当光子带隙光纤准直器的GRIN透镜入射面倾角等于3时,回波损耗大于60 dB。研究结果对进行光子带隙光纤准直器的设计具有指导意义。     

多通道宽带光纤旋转连接器的实验研究

针对光纤旋转连接器在轴向旋转光通信系统中的应用和技术特点,研制了一种基于Dove棱镜和光纤准直器的空分复用多通道宽带光纤旋转连接器。通过分析光信号在多通道宽带光纤旋转连接器中的光路和光程,得出了850、1 310和1 550nm 3波长光路传输时的出射偏移量,并据此设计Dove棱镜的几何尺寸和光纤准直器收发光路,使其达到宽带耦合最佳位置。实验结果表明,经由多通道宽带光纤旋转连接器传输的850~1550nm波长信号最大插入损耗为4.7dB,回波损耗为43.78dB。光纤旋转连接器在-40~70℃时的插入损耗最大变化值为2.0dB。将光纤旋转连接器接入传输速率为1.32Gbit/s的数字视频复用系统中,数字信号的丢帧率为0,以太网和视频指标均满足实际信号传输要求。     

低耦合损耗的光电混合光纤旋转连接器

设计了一种光电混合光纤旋转连接器,能实现相对旋转的光信号在较大对准误差范围内低损耗连接.旋转状态下的自聚焦透镜准直光纤输出的光信号,并由PIN光电探测器将其转换为电信号,冉由激光器根据电信号再生出原始光信号继续在光纤通讯系统中传输.该光电混合光纤旋转连接器在离轴偏移量至520μm或对准倾斜角至0.5°时的附加耦合损耗为0.3 dB,而采用双自聚焦透镜的光纤旋转连接器要获得小于3 dB的插入损耗,其离轴偏移或倾斜角度必须小于100 μm和0.10°相比之下,本文设计的光纤旋转连接器能降低系统对机械加上及装配精度的要求,具有较高的实用价值.     

基于热扩芯光纤的光纤准直器特性研究

为了提高光纤和光器件之间的耦合效率,设计了由热扩芯光纤和自聚焦透镜构成的新型热扩芯光纤准直器。理论上分析了热扩芯光纤准直器的基本结构参数与光学特性的关系以及由3种失配导致的耦合插入损耗。研究发现,热扩芯光纤准直器的耦合特性与自聚焦透镜的参数有关,热扩芯光纤准直器在轴向间距和角度偏差上的耦合失配容限明显优于普通光纤准直器,横向位移损耗则高于普通光纤准直器。采用模场半径为15.4μm的热扩芯光纤与自聚焦常数为0.295mm-1的自聚焦透镜制备了热扩芯光纤准直器,并对热扩芯光纤准直器因3种失配导致的耦合插入损耗进行了理论和实验比较,结果表明实验数据与理论吻合较好,说明所设计的热扩芯光纤准直器可用于长距离光耦合和旋转连接器件。     

一种轴向磁驱动多通道光纤旋转连接器

通过对现有的多通道光纤旋转连接器结构优缺点进行比较,提出了一种轴向磁驱动多通道光纤旋转连接器结构。本光纤旋转连接器结构中旁轴通道光信号传输是通过主转动轴上光纤准直器与从动转轴中光纤准直器进行光路耦合,其耦合实现是通过磁驱动机构及精密齿轮传动机构来保证,中心通道光信号无间断传输是通过磁驱动机构实现。通过轴向尺寸的增加可实现通道数的增加。此光纤旋转连接器简单易行,避免了传统结构的诸多缺陷,简化了工艺、降低了成本。     

大内径离轴光纤旋转连接器的设计与实现

为了实现旋转系统之间的光信号耦合,设计了一 种新型的大内径离轴光纤旋转连接器。 将光纤准直器 和红外直角棱镜按照一定的规则排布在法兰盘上,使光信号能在较大离轴偏移量下保持持续 传输状态。分 析了影响离轴光信号传输耦合效率的主要因素,通过优化热扩芯光纤(TECF)准直器和红外直 角棱镜进一步减小了 离轴光纤旋转连接器的耦合损耗。研制的离轴光纤旋转连接器法兰盘内径为60mm, 内外法兰盘上的TECF准直器分别为16个, 并行光收发器实现串行光信号的收发。实验结果表明,本文的离轴光纤旋转 连接器在60RPM的转速和1.25Gbit/s的光信号 传输速率下最大插入损 耗为21.73 dB,可以满足旋转系统之间稳定传输光信号的要求。     

LTCC基开关驱动低噪放一体化模块设计

基于LTCC技术设计了一款双通道应用的开关、驱动和低噪放一体化模块,利用HFSS对无源器件电感进行仿真,将电感嵌入LTCC基板中,不仅提高了模块的集成度,同时也降低了成本。在1.8~2.1 GHz频段内,ANT-RX通道增益达到23.8 dB,输入驻波比小于1.49,输出驻波比小于1.33,通道隔离大于44 dB,噪声系数小于1.21 dB(含评估板单端损耗约为0.15 dB);ANT-TX通道插入损耗小于0.42 dB(含评估版损耗约0.3 dB),输入输出驻波比均小于1.1。     

一种新型波导-基片集成波导转换器设计

本文提出了一种新型波导-基片集成波导转换器的设计方案。矩形波导中的电场通过该对极鳍线转换器后在基片集成波导中传输。该转换器的优点是：结构形式简单,长度短,带宽较宽。利用HFSS 仿真对过渡段结构进行了优化, 30G到40G 的频率范围内,插入损耗小于0.13dB,回波损耗优于20dB。背靠背插入损耗小于0.22dB,回波损耗优于20dB,相对带宽大于25%。     

带有直流偏置的毫米波单刀双掷开关仿真与设计

采用阶跃阻抗传输线和扇形微带短截线,实现了单刀双掷开关的直流偏置,使直流支路与毫米波支路之间的隔离度大于30dB,带宽超过25%,在中心频率30GHz附近回波损耗大于40dB。采用这种直流偏置电路和PIN梁式引线二极管,基于LTCC工艺对单刀双掷开关串联结构进行仿真。设计结果表明在28.5～31.5GHz频率范围内,串联开关的插入损耗小于1.5dB,回波损耗大于15dB,隔离度大于20dB。     

4×4纵横交换微电机械系统光开关阵列

微电机械系统(MEMS)光开关是微电机系统技术与传统光学技术相结合的新型机械式光开关。采用纵横交换网络和通断型微镜实现4×4微电机械系统光开关阵列,利用球透镜单模光纤准直器作为微电机械系统光开关阵列的输入、输出端口。运用高斯光束耦合理论对光开关阵列插入损耗(IL)进行了理论计算,并对引起插入损耗的主要因素进行了分析。对于失调容限:输入与输出光纤准直器位置失调2μm,定位角度失调0.15°,微镜非垂直反射角度失调0.15°,制作了4×4微电机械系统光开关阵列,对其各个通道的插入损耗进行了实验测试,其中最大值为2.77dB。     

Low-loss fiber optic rotary joint using C-lens collimators

A low-loss fiber optic rotary joint （FORJ） has been designed by using two kinds of C-lens collimators. Its insertion loss and insertion loss variation due to rotation with single-mode fiber collimator is less than 1.76 dB and 0.43 dB respectively. The maximum insertion loss and coupling variation due to rotation with multi-mode fiber collimator is 1.71 dB and 0.29 dB, respectively. This kind of FORJ features low insertion loss, small coupling variation due to rotation and low cost.     

对称光学结构的双光信道旋连接装置

本文介绍了双光信道旋转连接器的实现方法,提出了实现双信道互连的对称光学系统结构和基于这种光学结构的双光信道旋转连接器。详细分析了这种光学结构的设计原理,并对光路进行了计算和分析,指出了它在中间环节需要旋转耦合连接的仪器设备中的应用前景。     

基于MEMS工艺的集成光纤连接器

一种基于MEMS技术的新型光纤连接器,在硅V型槽上方集成制造电沉积镍薄膜金属盖板,其两端喇叭口形导引通道方便光纤插拔,中间平直部分的夹持通道实现光纤的定位和精确自对准.该器件体积小巧、可集成制造并且重复性好,测试的插入损耗值小于0.3dB.对此自适应式可集成制造光纤连接器的结构设计和制作工艺作了着重介绍.     

MEMS可调式光衰减器性能测试及其分析

采用微细加工的方法研制出了一种可调式微机械光衰减器 ,对该衰减器的性能进行了测试 ,并对影响其光学性能的因素作了分析。测试表明 ,该衰减器的插入损耗<3dB ,衰减范围 0～ 4 0dB ,回波损耗 <- 45dB ,衰减精度可达 0 1dB。     

CWDM multi/demultiplexer consisting of stacked dielectric interference filters and off-axis diffractive lenses

A compact coarse wavelength-division multi/demultiplexer based on a stack of dielectric interference filters and an array of off-axis diffractive lenses is reported. The prototype optical system was packaged in the volume of 6.4 (width) /spl times/ 2.5 (height) /spl times/ 8.2 mm (depth). The optical system is interfaced via a multichannel connector with single-mode fiber ribbons. Optical insertion losses are better than 5 dB. The worst channel crosstalk was -19 dB.     

新型高功率光纤隔离器的设计与实验

设计了一种新型高功率光纤隔离器.其以球面透镜和铽镓石榴石(TGG)晶体作为器件核心,能较好地满足高功率光纤激光器的要求.测试结果湿示,在1064±15 nm的范围内,隔离器所能承受的最高功率为45 W,插入损耗(IL)小于0.61 dB,隔离度(JSO)大于24.5 dB.     

Femtosecond Laser Application to PLC Optical Devices and Packaging

Using tightly focused femtosecond laser pulses, we produce an optical waveguide and devices in transparent materials. This technique has the potential to generate not only channel waveguides, but also three‐dimensional optical devices. In this paper, an optical splitter and U‐grooves, which are used for fiber alignment, are simultaneously fabricated in a fused silica glass using near‐IR femtosecond laser pulses. The fiber‐aligned optical splitter has a low insertion loss, less than 4 dB, including an intrinsic splitting loss of 3 dB and excess loss due to the passive alignment of a single‐mode fiber. Finally, we present an output field pattern, demonstrating that the splitting ratio of the optical splitter becomes approximately 1:1.     

S波段双通道高功率波导旋转关节的研制

介绍了一种S波段双通道高功率波导旋转关节,对旋转关节的结构组成、关键尺寸选择、模式匹配及通道间隔离设计等进行了详细的分析和研究.仿真分析和测试结果表明,在10%的带宽内,旋转关节电压驻波比小于1.1,驻波转动起伏小于0.02;插入损耗小于0.2dB,插入损耗转动起伏小于0.02dB,通道间隔离度大于85dB,双通道功率容量均超过1MW.通过对比,旋转关节各项性能指标均达到国外同类产品的先进水平,同时结构形式简单,加工调试方便,可广泛应用于雷达及微波系统中.