铌酸锂集成 MZI 型光波导大电流传感器

采用集成光学技术,设计与研制出了一种用于大电流测量的集成光波导电流传感器,器件体积为 78 mm×18 mm×9 mm。 对带有多环形天线和调制电极的传感器结构进行了理论分析,并利用 COMSOL Multiphysics 软件建立传感器的三维模型,仿真 验证了所设计的传感器可用于脉冲大电流的测量。 搭建了脉冲大电流测量实验系统,对传感器性能进行测试。 结果表明,传感 器测量得到的脉冲电流时域波形与 Pearson 电流互感器测量得到的脉冲电流时域波形相比,波前时间 Tf 和持续时间 Td 的平均 相对误差分别为 3. 977 5% 和 5. 437 5% 。 传感器在 100 ~ 3 300 A 的被测电流范围内,线性相关系数为 0. 998 97,当信噪比为 6 dB 时,传感器最小可测电流为 66 A。     

集成光波导强电场传感器天线电极仿真分析

提出一种用于强电场测量的集成光波导电场传感器天线电极设计方案。给出了传感器等效电路,计算分析了天线、电极的各个参数对传感器半波电场的影响。结果表明:当传感器电极长度、天线长度由4mm减少到0.5mm时,传感器半波电场由230kV/m分别增加到2 400kV/m和1 100kV/m,提高了943.5%和378.3%;当电极间距、电极宽度由20μm增加到200μm时,传感器半波电场由400kV/m分别增加为2 300kV/m和730kV/m,提高了475.0%和82.5%;当天线底部宽度由50μm增加到600μm时,传感器半波电场由460kV/m减小到242kV/m,减小了47.4%。因此,合理设计传感器电极、天线尺寸可使其半波电场达到几百kV/m至几千kV/m,使它能够应用于强电场测量领域。     

基于可变激光源和啁啾M-Z调制器的双调谐光电振荡器

设计了一种利用微波光子滤波器(MPF)实现频率可调谐的光电振荡器(OEO)。该模型通过双驱动Mach-Zehnder调制器(DD-MZM)和啁啾光栅形成高Q值的MPF,得出OEO的振荡频率是关于光源波长和DD-MZM直流偏置电压的函数,通过对光源波长或DD-MZM偏置电压的调整,可实现振荡频率调谐功能。同时,在电域上,利用RF耦合器和RF延时线形成两路具有延时差的反馈信号,通过合并后反馈至DD-MZM,从而有效地抑制边模。理论和仿真实验表明,针对不同的调谐范围可实现粗调和微调的功能。     

基于载波相移双边带调制的可调谐光电振荡器

设计了一种利用载波相移双边带调制(CPS-DSB)系统实现宽带频率可调谐的光电振荡器(OEO)。其中CPS-DSB系统由3dB耦合器、π偏置Mach-Zehnder调制器(MZM)及可变移相器(VPS)组成,并与线性啁啾光纤Bragg光栅(LCFBG)完成可调谐微波光子滤波器(MPF)的功能。通过调整VPS的相位可完成MPF中心频率的调谐,进而实现OEO振荡频率的调谐功能。理论分析和仿真实验表明,通过调谐VPS的相位可实现振荡频率大范围调谐。     

基于串联耦合双循环延时线的可重构光电振荡器

针对光电振荡器(OEO)系统,设计了一种可实现滤波功能的串联耦合双循环延时线(SCDRDLs),并与放大自发辐射(ASE)宽带激光源、Mach-Zehnder调制器(MZM)、偏振分束器(PBS)相结合形成微波光子滤波器(MPF)。利用结构中ASE宽带激光源相干时间小于SC-DRDLs固有延时的特性,实现MPF的非相干性。同时SC-DRDLs的双循环延时线级联特性,决定系统具有大的自由频谱范围,再结合其双输出端口与PBS形成的双环结构,完成系统的高边摸抑制性能。理论分析和实验结果表明,本文系统能产生高频谱纯度、长期稳定性和低相位噪声的微波信号;通过改变SC-DRDLs的环长,可对MPF进行重构,进而调谐振荡频率。     

基于法布里-珀罗标准具的双环路光电振荡器

设计了一种基于法布里-珀罗(FP)标准具的双环路光电振荡器(OEO),该振荡器能将连续的光功率转换为稳定的频谱纯净的微波信号。FP标准具具有滤波的特性,因此可以替代普通OEO中的电滤波器从而降低电噪声,此外,FP标准具是一种高Q值的光学器件,可以缩短普通OEO所使用的光纤长度。双环路结构的引入能够更好地保证振荡器的单模输出,进一步降低相位噪声。仿真结果证明这种新型结构的OEO可以实现20GHz范围内振荡频率为15GHz的单模起振,边模抑制比超过150dB,使用的两条光纤环路长度分别为5m和36m。     

EPON中保证QoS的高效动态带宽分配算法

由于EPON系统上行链路多个ONU共享带宽的拓扑结构,系统的上行带宽分配算法一直是EPON系统讨论的热点。本文分析了现有带宽分配的算法,基于网络流量的自相似特性,提出了一种新的固定周期的轮询动态带宽分配算法。本算法不仅保证了上行带宽的高效利用率,同时保证了不同业务的QOS。为了验证算法的性能,本文给出了基于本算法的系统仿真结构和相关结果。     

分子电子学气体传感的集成光学系统的研究

利用介质光波导理论，分析和研究了集成光小结构中局部介质折射率变化引起光传输特性的变化，并将此用于Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ干涉式光波导中，计算得到光传播常数与折射率变化的关系，从而获得了所需的相关规律，此外，还概述和分析了实施该局部介质折射率变化即具有传感的有机分子Ｌ－Ｂ薄膜的分子结构与合成原理。     

EPON物理层的一种新设计方法

采用OLT/ONU光收发器、SERDES和FPGA设计完成了EPON物理层各子层的主要功能,解决了传统集成EPON物理层的芯片速率固定、无法更新,价格高昂等缺点.这种分立灵活的设计方法适用于搭建不同速率的EPON系统.     

集成光学电场传感器工作点分析研究

针对光波导电场传感器无源工作的特点,分析了电场传感器工作点对传感灵敏度、线性动态范围的影响.在系统噪声主要为热噪声时,器件工作点在π/2时,器件灵敏度最高;而系统噪声主要为量子噪声时,器件工作点由π/2靠近π一方时,可获得最高灵敏度.器件工作点在π/2时,线性动态范围最大.分析结果表明,为了获得最大的动态范围和最高的灵敏度,器件的工作点应该设置在略大于π/2的位置.

Abstract：

For passive working electric field sensors,the effects of bias point on the performances including sensitivity and linear dynamic range are analyzed.The main noise in the system is thermal noise,and the highest sensitivity is obtained at the bias point of π/2.And when the main noise in the system is quantum noise,the highest sensitivity is obtained at the bias point which is greater than π/2 and less than π.And the largest linear dynamic range is gained at the bias point of π/2.The results show that,in order to get the highest sensitivity and the largest dynamic range,the bias point should be set at slightly larger than π/2.