新型解复用接收器件：理论分析与实验研究

本文对一镜斜置三镜腔光电探测器进行理论分析及实验验证。一镜斜置三镜腔结构是一种新型高性能的光电探测器结构,斜境使滤波波腔与吸收腔之间解耦,因此这种结构的探测器可以同时获得高的量子效率、高的响应效率和窄的光谱响应线宽。本文在理论分析的基础上,利用分立光学器件对斜镜的解耦作用进行了实验验证。     

耦合腔式光学整形放大作用

利用两个准全反射镜形成一个耦合式光学腔。用光强度相关折射率介质置于腔内造成一个分布反馈耦合式光学双稳态器件。将这种器件工作于他触发状态,用来对光脉冲直接整形放大。设定他触发状态采用恒定强度的偏置光束,调节偏置光束的强度及偏置角来设定器件的工作点,使器件处于“断状态”的待发状态。用信号光束的强弱来控制器件的开关状态。当信号强度达到“通”的阈值,偏置光耦合进入腔内并从另一侧耦合而出,器件开始负反馈状态以     

单直波导光学环腔器件的Q值研究

为实现高品质因数Q值的光学环腔器件,采用耦合模理论,仿真得出单直波导光学环腔器件的Q值与自耦合系数的关系曲线.以Si3N4为材料,采用与CMOS工艺相兼容的技术制备了波导宽度为2μm,半径为200μm的Si3N4单直波导光学环腔器件.在相同的制备工艺下,同一芯片中不同光学环腔的传输系数相同,通过设计器件中环腔与直波导的...     

具有多层激活区的大光学腔AlGaAs结型激光器

本文描叙一种新型AlGaAs注入式激光器,这种激光器结构是由GaAs和AlxGa1-AAs的p型层和n型层交替构成。该器件的电学工作原理相当于肖克利二极管SCR,光学工作原理如同一个大光学谐振腔,当光学腔大于4微米时,也能观察到单横模运转。已经证明了把AlGaAspnpnSCR作为注入式激光器和同质结多层GaAs器件相结合的运转。然而,对多层器件没有进行分析。这些器件以脉冲方式运转最受重视,这里利用了SCR双稳态特征。     

基于微机电系统的法布里珀罗可调光滤波器

为实现调谐范围宽、调谐速度快、带宽窄、驱动电压低以及可批量化生产的可调光学滤波器,提出了一种新型微机电系统(MEMS)可调光学滤波器。由高反射率可动光学镜面与准直扩束光纤端面组成法布里-珀罗(F-P)腔。通过静电驱动改变F-P腔的腔长以调整滤波器的输出光波长,分析了可调光学滤波器的波长调谐原理和静电驱动原理,给出了器件的结构参数和综合设计考虑。利用体硅加工工艺成功制作了可调光学滤波器样品,并进行了实验测试。实验结果表明,通过改变准直扩束光纤的初始位置,3dB带宽与自由谱域之间具有可调性。该可调光学滤波器兼备了MEMS技术与光纤技术的优点,并且结构紧凑、工艺简单、驱动电压低,可用于光通信等场合。     

金属阳极厚度对OLED微腔器件性能的影响

制作了一种以Al为金属反射膜和金属半透膜的微腔有机电致发光器件(OLED)。器件结构是:Al/MoO3/NPB/ADN∶TBPe∶DCJTB/Alq3/LiF/Al。设计了五种厚度的金属Al阳极半透膜器件,Al半透膜的厚度依次为:12nm,13nm,14nm,15nm,16nm。通过调节阳极Al半透膜的厚度,改变微腔的光学长度,研究微腔效应对器件性能的影响。利用Al半透膜阳极厚度的变化,调整微腔器件的光学长度,发光效率和色纯度也随之变化。当Al半透膜为12nm时,器件在11V获得最高亮度3 381cd/m2,最高效率为2.01cd/A,色坐标为(0.33,0.39)。实验表明,合理利用微腔效应,可提高以Al为阳极器件的色纯度,并保持一定的发光效率。     

带负折射介质层的MOLED传输特性的模拟研究

分析了由正负折射率介质交替构成的分布式布拉格反射镜(DBR)的复有效折射率及其色散关系,并将其与由折射率不同的正折射率介质交替构成的DBR进行了比较;研究了由这种DBR和金属做反射镜的微腔有机发光器件(MOLED)的光学传输特性,发现这种器件具有很好的滤波功能且可使器件薄化;计论了这种MOLED的谐振波长和归一化电致发光(EL)谱随观测角的变化关系.这些工作为进一步提高微腔OLED的发光色纯度、减小其腔长提供了新方法.     

可作光学积木使用的微形共振腔

两个研究组已发展集成波导环形和盘形共振腔，有望作为光电子集成电路的通用元件。在5月份举行的’97激光电光学会议上，这两个组介绍了可起窄带可调谐滤光器作用的波导环和波导盘。这种与电子学和微波器件中共振腔相似的共振环可作波分复用的滤光器和集成光开关或集成光调制器使用。虽然环形和盘形波导结构是1969年首先由贝尔实验室研究人员提出，但直到现在还没有制作这种光学应用器件所需的技术。研究人员用光刻和电子束刻蚀制作了特征尺寸为0．5urn的器件，在某些情况下是制作0．lum尺寸的器件。这种刻蚀技术原为制作微电路而开发的，这…     

微机械光学器件

微机械光学器件是利用MEMS技术制作的光学元件及器件，目前制备出的微光学器件主要有微镜阵列、微光扫描器、微光阀、微斩光器、微干涉仪、微光开关、微可变焦透镜、微外腔激光器、光编码器等。     

有机半导体光学微盘及其带有微结构的微盘

光学微盘是光学微腔的一种典型结构．它以一个折射率高于周围介质的光波长尺度的微型光盘为光学谐振腔．半导体光学微盘以其相对简单的制造工艺,高品质因子Ｑ成为微腔物理和微腔器件很好的研究对象．在光学微盘中存在高品质因子的回音壁模式,沿微盘平面向外传播．解决微盘模式的非定向性发射,使光学微盘器件走向应用,是近年来光学微腔研究的一大热门课题． “光子晶体”的概念最早是由Ｙａｂｌｏｎｏｖｉｔｃｈ于１９８７年首先提出的．近年来随着深亚微米微加工技术的发展为光子晶体的实验研究创造了条件,各种光子晶体特别是二维光子…     

单模掺钕钇铝石榴石连续激光器——含有类透镜介质的光学共振腔

分析和计算了含有类透镜介质的光学共振腔中高斯光束的参数,所得的结果以平凹型共振腔为例进行了实验验证.对于光斑大小,理论值与实验值相差小于15%.利用φ5×46毫米的掺钕钇铝石榴石晶体棒,在上述共振腔中得到了1.9瓦输出,总体效率接近0.1%.文中还介绍了判定基模的光束扫描法.实践证明,它对判定固体连续波器件的基模是一种有效的方法.     

复合型二元光学器件补偿色散和相位畸变研究

复合型二元光学器件作为一种新型色散和相位补偿元件,由于其色散的特殊性,在超强超短脉冲激光的色散和波前补偿中具有特殊的意义。提出并研究了利用复合型二元光学器件同时补偿全钕玻璃啁啾脉冲放大(CPA)系统中的色散和相位畸变,并利用光线追迹的方法对二元光学器件模拟了设计和补偿效果。在实验中,利用二元光学器件将100 fs的光束补偿至30 fs左右。实验结果验证了此方法的可行性。     

BCP增透膜对顶发射器件发光性能的影响

制作了基于有机材料2,9-二甲基4,7-二苯基-9,10-菲咯啉（BCP）作增透膜的硅基顶发射有机电致发光器件,探讨了BCP增透膜对于器件亮度、效率等光学参数的改善以及对于器件光谱的影响,并结合微腔理论和转移矩阵理论进行了计算,验证了理论与实验结果的一致性。     

InGaAsP/InP二维半导体光子晶体激光器的研究

光子晶体具有调控光子的能力,而光子晶体激光器的实现则证实了这种调控能力.描述了基于InGaAsP/InP材料的二维半导体光子晶体激光器的研究,主要介绍了点缺陷型光子晶体微腔激光器的理论设计、模拟分析及与器件性能的比较.理论上采用平面波展开法和三维有限时域差分法,分析了通过采用调整点缺陷腔的最近临空气孔的尺寸,可以提高光学微腔的品质因子Q,从而提高激光器的工作性能,降低激光器的激射阈值,实验中研制了不同近邻孔径尺寸的激光器,观测到激光器激射阈值降低的现象,实验结果与理论模拟相一致,除此之外,还实现了光子晶体三角形腔和H2腔激光器的激射.     

新型解复用接收器件的理论分析及实验研究

报道了本实验室对一镜斜置三镜腔光电探测器的理论分析以及实验研究方面的最新进展。一镜斜置三镜腔结构是一种新型高性能的光电探测器结构,其中斜镜的引入使得滤波腔与吸收腔之间解耦,因此这种结构的探测器可以同时获得高的量子效率、高的响应速率和窄的光谱响应线宽。在理论分析的基础上,利用化学湿法刻蚀,在器件集成的化的关键工艺－斜镜的制备上取得了突破,为最终实现具有该结构的集成器件奠定了基础。     

光学微腔调节顶发射单色绿光OLED微显示器件色纯度研究

有机电致发光器件的发光颜色与色纯度在很大程度上受限于有机材料本身特性,而通过光学微腔效应可以从器件结构的改变来进行色纯度的调节。本文介绍了一种通过调节有机结构中空穴传输层和电子阻挡层厚度,从而改变器件微腔腔长,获得高纯度顶发射单色发光器件的方法。利用这种方法制作的有机顶发射绿色磷光器件结构为Si Substrate/Ag/ITO/ NPB: F16CuPc(10 nm, 3%)/NPB(x nm)/ TCTA(y nm)/ mCP: Ir(ppy)₃(40 nm, 6%)/ Bphen: Liq(30 nm, 40%)/Mg: Ag(12 nm, 10%)/Alq₃(35 nm),改变NPB和TCTA的厚度,获得了高色纯度发光器件,正向出射绿光的色坐标达到(0.2092,0.7167),接近标准绿光(0.21, 0.71)。     

以光子阱提高光学集成度

伊利诺斯州西北大学的研究人员和佛罗里达州美国集成光学公司的工业合作者正在发展以光子阱和光子线为基础的光子器件，光子阱和光子线是分别使光进行一维和两维强烈约束的微型光波导。这种器件包括微型环状激光器和微腔共振器。据该大学主要研究人员ＳｅｎｇＨｏ说，可以想像，这种器件可成为一代光电子元件的前奏或组件构成，这种器件不仅更为有效，而且也更加小巧，可望产生高密度光子集成。集成光学公司的ＭｅｅＣｈｉｎ把光子线描述成是量子阱或势阱的必然光学结果，这种阱从尺寸为德波罗依波长（约１０ｎｍ）量级和较低电子势的区域获…     

熔锥型光纤耦合器的光学性能

利用可调谐光源和光谱分析仪建立的光无源器件测试系统,测试了熔锥型光纤耦合器的附加损耗、插入损耗、方向性和均匀性等光学性能,研究了光学特性与拉锥速度的相关规律.实验发现:器件的光学性能与制作工艺密切相关,如存在一个拉锥速度区间(这里为150μm/s附近的区间),使得光纤耦合器的损耗小、方向性好,离开此区间,器件的性能迅速下降.     

相位调制对高Q光学微球腔谐振特性的影响

光学微腔由于其极高的品质因数(Q)特性而具有广泛的应用前景。该文根据光学微球腔与锥形光纤的耦合原理对光学微球腔的谐振特性进行了实验研究。通过实验研究了相位调制参数对光学微球腔谐振深度的影响,并获得了相位调制电压和调制频率与光学微球腔谐振深度变化的关系。实验结果表明,相位调制参数的变化,对光学微球腔的谐振特性——谐振深度,有一定影响,在应用中根据需要选择合适的相位调制参数。     

相位调制对高Q光学微球腔谐振特性的影响

光学微腔由于其极高的品质因数(Q)特性而具有广泛的应用前景。该文根据光学微球腔与锥形光纤的耦合原理对光学微球腔的谐振特性进行了实验研究。通过实验研究了相位调制参数对光学微球腔谐振深度的影响,并获得了相位调制电压和调制频率与光学微球腔谐振深度变化的关系。实验结果表明,相位调制参数的变化,对光学微球腔的谐振特性——谐振深度,有一定影响,在应用中根据需要选择合适的相位调制参数。