基于掺镧锆钛酸铅电光材料的光学相控阵光束扫描器

基于掺镧锆钛酸铅(PLZT)电光陶瓷材料的光学特性,提出了一种具有上下电极结构的光学相控阵高速光束扫描器。在理论上,分析了具有这种结构的光学相控阵的光束电光偏转特性和机制;在实验上,分析了掺镧锆钛酸铅材料的相位调制特性和损耗特性,制作了相关的光学相控阵器件,并构建了相应的测试系统,获得了光束在空间的角度偏转,与理论分析结果相符。     

基于两次衰减全反射结构的电光开关的研究

为了进一步提高电光开关的消光比,利用双面金属包覆波导激发的高阶导模是导波层折射率的灵敏函数这一特性,采用同一入射光束在波导中实现二次衰减全反射的方法,设计了一种快速响应的聚合物波导电光开关,并进行了理论分析和实验验证.得到该器件的消光比高达38dB,开关的响应时间低于110ns.结果表明,该电光开光器件具有动态范围大、驱动电压低、响应速率快、插入损耗小、器件稳定性能高以及制备工艺简单等诸多特点.这一结果对光互联、集成光路以及无线光通信等领域的应用是有帮助的.     

带有光束变换器的环波导激光器

介绍了一种新颖结构的环波导CO2激光器.该激光器采用全金属环状波导管,结构完全实现了扩散冷却、体积整体缩放的技术要求与器件微小型高功率化要求.根据激活介质为中空、环状的特性,把常规所用的输出镜改用正角锥透镜.正角锥透镜的底面与一个平行平面铜全反射镜构成平行平面激光谐振腔.该器件环波导区宽度为2.25 mm,谐振腔长为200 mm,输出镜透射率为10%.当器件工作在最佳工作总气压约104 Pa,最佳工作气体分压比:CO2∶N2∶He∶Xe=1∶1∶6∶0.5,采用横向射频激励时,观察到145 W激光功率输出,总的电光转换效率为11%.若无光束变换器时,该器件输出光束为平行的环状光束.光束变换器是由正角锥输出镜与一块用同一种材料做成、具有相同棱角的负角锥透镜构成.可以根据应用要求,调节出射的光束宽度与横向模式分布.(OC39)     

我国制成新型万瓦CO_2激光器

中国科学院上海光机所制成一种新式万瓦横流CO_2激光器,器件总体尺寸为2×2×2.5m~3。根据由科学院组织的专家鉴定小组对该激光器系统进行的测试结果,该激光器的输出水平是:多模运转时输出功率大于1万瓦,电光转换效率14％;低阶模运转时输出功率6千瓦,电光转换效率8.3％,光束发散角(全角)2.2mrad。     

基于自由空间耦合技术的多通道电光调制器的实验研究

研究了一种基于自由空间耦合技术的多通道电光调制器。该集成电光器件是利用双面金属包覆波导激发的超高阶导模对电光材料折射率的高灵敏特性来实现电光调制的。该集成器件具有插入损耗小、响应速度快、稳定性好、制备工艺简单和成本低廉等优点。与传统的棱镜耦合方式的集成电光调制器相比,由于采用了直接耦合方式使器件结构更加紧凑,可更方便的实现器件大规模集成。     

SAW器件中的声-电-光效应

声光和电光器件可用于信号处理器件,如调制器、相关器和偏转器等许多领域内。这是由于大部分信号处理器都可用这两种类型的器件,故两种器件常常互相竞争。然而,可把这两种效应结合起来制成一种声-电-光器件。这样,就可克服它们各自本身可能存在的一些极限。这种器件可用体波器件或SAW来实现。SAW器件的结构可提供外加需要电场的各种各样的方法,例如,一种直流电压可施加到一种叉指换能器上。当光束通过换能器时,折射率的变化将以与等指换能器内发射的声波相同的方法使光衍射。唯一的区别就是光频内没有多普勒频移。如果现在一种声脉冲同时与光束相互作用,就可看到一种组合效应。电光互作用将影响受检脉冲的相位。在Y-切,Z传的LiNbO_3中,采用一种脉冲调制的55MHz的声信号和Y-偏振光,加5V电压在电光换能器上,就会迫使一阶衍射为零。加10V电压就会导致相位反相,因而产生负的脉冲。对于二阶衍射,其效应可增大受检脉冲的振幅。这种互作用为研制卷积器、相关器和调制器开辟了新的途径。用复合式电-光换能器可获得加权函数,卷积和相关间的唯一区别就是声波的方向不同。本文的目的是分析并阐明在SAW器件中的这一原理,并将讨论其不同于电光和声光器件的优越之处。     

体波光纤声电光调制器

在体波光纤声光器件中使用了电光效应，制作出一种新型的体波光纤声电光调制器。这种器件附加了一个信息输入端口，使得器件在使用中更具有灵活性。并且可以使器件的中心频率通过所加的直流电压来改变，该器件在光纤通信领域内有应用前景。该文从声光效应的耦合波方程出发，给出了声电光衍射效率的计算公式，并用铌酸锂晶体设计制作了体波光纤声电光调制器进行验证，测试了其相对衍射效率分别随电信号功率和直流电压变化的曲线，实验结果和理论相符。     

全内反射电光衍射Q开关

目前最广泛使用的Q开关器件是电光(普克尔盒)和声光器件。普克尔盒工作电压很高(2～8千伏),而声光调制器需要约30～50瓦的连续或脉冲射频激励功率。本文介绍一种新的Q开关器件,它利用最近发展起来的电光全内反射(TIR)偏转器/调制器的调制特性。调制器采用指状电极结构,并沉积在铌酸锂晶体的一个面上。电极上加很低电压就能产生折射率光栅,使全内反射光束衍射,而且很容易获得2～6毫弧度的衍射角。器件的零级消光比很高,并     

基于二次内反射的光可变衰减器的研究

利用双面金属包覆波导激发的高阶导模提出一种快速响应的聚合物电光可变光衰减器(VOA).与传统的聚合物波导VOA相比,文中设计的可变光衰减器的显著特点是同一入射光束在波导中能够实现二次衰减全反射.理论与实验表明,该VOA器件具有动态范围大、驱动电压低、响应时间极快、插入损耗小、器件稳定性好以及制备工艺简单等诸多特点.     

非偏振的电光Q开关激光器

给出了一种新型的激光器设计:使用一种特殊的偏振器件和一个普通的电光普克尔盒,来产生非偏振的Q开关激光能量。这种特殊的偏振器件——代替了通常在普通的Q开关谐振腔中使用的线性偏振器——使固体激光器能在高重复频率下有效地运转。本设计的另一特点是,消除了通常在高重复频率下所产生的光束的不均匀性和偏置普克尔盒的要求,只要简单地重新准直反射镜,就能有效地产生平面偏振光输出。     

电开关光学器件

根据设计要求,一些自由空间光学系统在工作期间需调节光程,例如改变焦点、光束位置或者光谱带通等,光学工程师通常是在光学设计中加进一个机械运动来完成.虽然存在好几种非机械式调整器件,诸如声光偏转器或电光调制器与偏振光学件组合器件,但这些器件只在一些特殊情况下才可使用.而在大多数情况下,如滤波器轮盘旋转、载物台滑移、物镜变焦等,在这些地方机械件一旦损坏就会出现故障.采用DigiLens公司(Sunnyvale,CA)研制的器件可能是解决这个问题的最好办法.该公司声称,他们已经研制出一种电开关衍射光学器件,特别是该公司正在申请专利的开关时间为35μs的器件,能在许多情况下使用,完全摆脱了机械运动.一种相位体(或布喇格)全息图,这种可电开关的衍射器件以光敏染料多聚物和液晶     

发射和接收光束同时开关的激光测距法

采用同一电光器件对发射和接收光束同时开关的原理,提出了一种新颖的激光测距方法。光源发出的连续激光被待测目标反射后,往返两次通过光源端的电光晶体,在晶体上施加边沿急速变化的电压,利用其高速响应的开关特性,同时对往返光线产生影响,截取出一段包含激光往返待测距离所需时间信息的光强变化曲线。实验中利用雪崩管电路实现了纳秒级的高压上升沿,并利用单轴晶体的双折射和全内双反射性质,用特殊结构的单块LiNbO3晶体实现了该方法的测距装置。示波器分析的实验结果验证了该方法的可行性,从而为激光测距开拓了一种新的思路。     

LD侧泵固体激光陀螺仪方案

提出一种LD侧泵固体激光陀螺仪方案，由泵浦装置、三角形环形腔、增益介质、F-P标准具、电光晶体、合光部分及读出电路组成。分析了环形腔稳定条件和腔内光束介质；采用电光晶体产生电光抖动减少陀螺仪的锁区；讨论了激光器器件选择及系统工作原理。方案能较好地克服热应力问题且环形腔没有负面积；使用切成布氏角的晶体增益，可实现全固态激光陀螺；可利用气体激光陀螺仪的现成工艺。     

光电材料动态自动光谱测试仪的研究与应用

光电材料动态自动光谱测试仪的研究与应用常本康，房红兵，刘元震（南京理工大学电光学院南京２１００９４）智能式光电材料动态自动光谱测试仪已在实验室研制成功。该仪器不但能用于夜视器件与材料的光谱响应测试，而且能通过光纤传光束，解决夜视器件与材料研制过程的光...     

一种三维有限差分光束传播法及其应用

利用交替追赶有限差分技术处理近轴标量波方程，建立了一种三维有限差分光束传播法。此方法收敛性好，可处理具有较复杂折射率分布的波导结构，并且在计算规则波导时传播方向的计算步长可取得较大。利用这种方法对电光诱导光波导器件和单模光纤的传输特性进行了分析。     

激光微孔加工中调节孔锥度的算法研究

基于超快激光倒锥孔微加工技术需要,提出了一种利用电光晶体的电光偏转原理调节光束产生动态精密微位移的方法。通过四块楔形电光晶体的特定方式组合,调节施加在电光晶体上的电压大小,可使出射光束产生动态的横向位移。在此方法的基础上施加旋转运动,可实现激光加工锥度可控的倒锥孔。本文介绍了横向位移的产生方法,分析了产生最大横向位移的影响参数,举例使用KDP,D-KDP,RTP等电光晶体,讨论了不同长度下,所产生的动态横向微位移范围。入射光束直径3 mm,电光晶体厚度3 mm,宽度30 mm,总长为210 mm,楔角α为0.3 rad,调节电压从0～90000 V时,RTP电光晶体可产生0～700μm的动态横向位移。     

反常声电光频谱分析器

介绍了一种新型的反常声电光频谱分析器，它可以采用外加电压的办法改变器件的中心频率，扩大器件的频带宽度，并改善器件在频带宽度范围内的频率响应特性。用ＬｉＮｂＯ３制作了一个６０ＭＨｚ的反常声电光频谱分析器件，测试结果表明，器件中心频率可以由５０ＭＨｚ变到７０ＭＨｚ，频带宽度由原来的２６ＭＨｚ扩大到３７ＭＨｚ。     

用于半导体激光器的高效率复合波导结构

提出了一种高电光转换效率的新型复合波导半导体激光器结构（Composite Waveguide LD,CWG LD）。该器件结构高的电光转换效率得益于其所采用的Al组分阶梯分布AlxGa1-xAs波导层。通过优化设计波导层电阻率分布及能带分布,CWG LD结构在保证输出光功率的同时,可以有效地降低器件串联电阻并提高电光转换效率。结合理论分析及计算机数值仿真软件,分析了复合波导提升器件电光转换效率的机理。经优化,在激光器条宽为6 m、腔长为1 000 m的情况下,波导层阶梯数为1时CWG LD结构可以获得最大的电光转换效率。研究结果表明:在注入电流为900 mA时,CWG LD结构的串联电阻由常规波导器件结构的3.51 降低为2.67 ,电光转换效率由54.7%提升至69.5%。     

波导调制器的SEM-BPM法模拟

三维级数展开的光束传播法(3D-SEM-BPM)将BPM方程转化为一阶常微分方程组,具有计算方法简单和计算效率高的优点。运用该法分析了铌酸锂Mach-Zehnder结构的电光波导调制器,模拟了光场在器件中的分布情况,获得了这种调制器模场损耗曲线和最佳结构参数。模拟时引入正切函数变换将无限平面映射为有限平面,避免了边界截断问题。     

合成激光束的全息器件

Eastman Kodak公司发明一种可把不同光源发出的光束合成很强散射光束的全息器件。全息器件在一个锥体棱镜上,棱镜的上表面具有散射功能,下表面具有全息记录面,一束光照射到上部散射表面上作为照射在目标上的光束,通过棱镜侧表面的光束作为参考