基于平板光学的DVD／CD—R兼容型集成光盘头研究

提出了一种基于平板光学和薄膜光学的新型DVD/CD-R兼容集成光盘头,该集成头包括了传统光学头中的多种器件.在此系统中,光线沿着Z字型在平板玻璃基底中传播.通过基底两边的膜系及偏振分光棱镜(PBS)、菲涅耳棱镜、分色光栅等器件完成对双波长光束的合光、偏振态旋转、分光等作用,最终两个波长的光信号落在探测器不同的位置上,进入后续处理电路.经测试,此系统具有较高的能量利用率和集成度以及较小的体积和重量.(OH14)     

1300nm-1600nm消色差四分之一波片的二元设计

随着激光技术的发展,偏光器件也越来越得到广泛的运用,消色差波片就是其中用的较多的偏光器件之一。目前激光技术中对消色差波片的要求越来越多,为了适应这种要求,进一步提高消色差波片的性能,减少它的误差,以得到更好的应用。本文通过λ/4和λ/2两个复合石英波片的进行组合的方式,基于琼斯矩阵理论,得出组合后的等效相位延迟量及波片方位之间的关系;借助matlab软件进行模拟仿真和分析,最终实现了1300nm至1600nm这个近红外波段的消色差1/4波片的设计。此设计具有精度高,波长范围宽、选材容易及制作较简单等特点,而最大误差只有0.17%,这对光通信应用是一个不错的选择,此分析方法也为制造出其它材料的性能优良的消色差波片提供了较好地理论依据和一定的参考价值。     

三元复合式消色差λ/4波片的优化设计

复合消色差波片，因其延迟量在一定波长范围内不随波长变化，克服了常规延迟片只能用于单一波长的缺点而被广泛应用到通信、生物、地质、航空、航天、海洋等领域。根据复合波片理论，完成了同种材料三元复合式消色差λ／4波片的设计理论；推导出消色差延迟片延迟量随波长变化的理论曲线；进而在平板型三元复合式消色差λ／4波片的设计基础上提出了一种优化设计方案。理论证明，依据此方案根据具体的使用要求，通过精确调整复合角度，可使波片的消色差范围在相同延迟偏差下拓宽130～140nm，消色差精度也能得到相应的提高。为进一步拓宽消色差范围、提高复合波片的消色差性能奠定了很好的理论基础，而且技术操作简练可行，具有一定的实用价值。     

数字微镜器件用于光束空间整形

介绍了数字微镜器件(DMD)的工作原理,当DMD某像素微镜的角度固定在+12°或-12°,其在光学上等价于控制该像素的透射率为0或1。结合二元面板的设计思想,用误差扩散法对DMD各像素微镜的状态进行设计,用以对1053 nm脉冲光进行空间整形,实现了一种主动、实时的光脉冲空间整形方案。填充因子(FF)和光场调制度(FM)作为评价光束近场质量的参数,在高功率激光系统中直接影响系统的能量利用率。上述实验中,经过空间整形,光束的填充因子由33%提高为65%,光场调制度由52%降为28%,而且整形后的光斑大小与预期相符。最后对实验所用的DMD进行了能量利用率、波前畸变稳定性的测试。     

用于三片式数字光处理投影显示的新型分色结构

针对三片式数字光处理投影机光学系统中分色合色结构复杂、重量大、后焦距长的问题,提出了一种利用一个分色棱镜和两个二向色性滤色片来实现分色合色的方法。数字光处理投影机所用的光调制元件是数字微镜器件DMD,它是利用转动微反射镜改变反射光束的出射方向来实现光阀作用的。基于这一特点,通过精心安排分色棱镜和合色片的空间位置来实现对照明光束的分色以及对调制光束的合色功能。系统光学元件重量仅36 g,通过软件模拟本系统具有良好的色彩还原能力,光利用率达60%,还具有结构简单,对比度高等优点。     

红外波段三元消色差复合波片的新设计

为了设计消色差性能优良的三元复合波片,根据复合波片原理,利用matlab软件计算出复合角度,然后再通过此软件进行仿真实验并进行误差分析.本文以800nm至1000nm为例,设计出的λ/2和λ/4的石英复合波片,具有较高的延迟精度.此方法为进一步拓宽消色差范围、提高复合波片的消色差性能奠定了很好的理论基础,而且此方法简练可行,具有一定的实用价值.     

拓宽复合式λ/2波片消色差范围的新设计

根据复合波片理论,利用同一波长650 nm的2个λ/4波片和1个λ/2波片组合成复合的λ/2波片,推导出复合波片延迟量随波长变化的理论曲线,从而证明复合的λ/2波片在550～790 nm的光谱范围内是消色差的;进而在给出的三元复合式消色差λ/2波片的设计基础上,提出了一种优化设计方案.理论证明,依据此方案,根据具体的使用要求,通过精确调整复合角度,可使波片的消色差范围在相同延迟偏差下拓宽80～100 nm,消色差精度也能得到相应的提高.     

三元复合式消色差λ／4波片

本文用同一波长（670nm)的2个λ／4波片和1个λ／2波片组合成复合λ／4波片,从理论及实验证明复合的λ／4波片在400nm-900nm的光谱范围内是消色差的。该三元复合式消色差λ／4波片与我所研制的二元复合式消色差λ／4波片相比,消色差的光谱范围变宽,偏差变小,可控制在2％以内。     

基于光谱合束的双波长输出Nd:YAG固体激光器

报道了一种基于光谱合束的Nd:YAG固体激光器双波长光源。系统由两个固体Nd:YAG脉冲激光器通过光谱合束组合而成,两个固体Nd:YAG脉冲激光器可独立工作,有利于输出脉冲的波长调谐、功率调节和相对延迟调整。通过光栅的色散特性以及输出镜的共同外腔反馈将各个激光器锁定在不同波长,从而实现合束,获得的激光源中心波长锁定在1 061.5 nm和1 064.6 nm,两谱线中心间距为3.1 nm,组合光束的输出能量为173 mJ,组合光束的光束质量因子M²为2.8×2.2;两个Nd:YAG激光器独立工作的输出能量分别为94 mJ和92 mJ,在合束方向上的光束质量因子M²分别为2.7和2.1,在非合束方向上的光束质量因子M²分别为2.2和1.9;组合光束的输出能量为两个Nd:YAG激光器能量总和的93%,组合光束的光束质量因子与单个Nd:YAG激光束的光束质量因子M²基本相同。该双波长激光源满足波长间隔小、输出功率大小相近、同光轴等要求,在太赫兹波产生、测速激光雷达以及医疗仪器等应用领域具有重要作用。     

基于超消色差1/4波片和AOTF的高光谱全偏振成像技术

针对环境温度、电压、入射角等因素变化对基于声光可调谐滤波器（Acousto-optic tunable filter，AOTF）和液晶可变延迟器（Liquid crystal variable retarder，LCVR）的光谱偏振成像测量精度影响大，且整个系统实现复杂等缺点；考虑到超消色差波片对温度和波长依赖小，结合AOTF高光谱成像的优点，提出了基于超消色差1/4波片和AOTF的高光谱全偏振成像新方法。详细分析了该方法的工作原理，并结合可购买到的最好超消色差1/4波片中相位延迟和快轴随波长的微小波动，进而分析了该波动对偏振测量的影响，并针对这些影响研究了修正策略。搭建了原理样机，对450~950 nm波段进行了偏振测量，修正后偏振度测量误差 1%，对偏振方向的测量偏差 1.8，以633 nm为例，对其全Stokes参量图像进行了具体原理及修正测量验证实验，结果表明，该新技术原理正确，修正策略可行。该研究可为复杂条件下高精度、高光谱全偏振成像技术提供新的理论和实现方案。     

Capacity analysis of a simple integrated planar optical interconnects system

The analysis of capacity in a simple integrated planar optical interconnects (IPOIs) system, based on the Gaussian propagation model, is presented. The interconnects capacity is obtained as a function of signal-to-noise ratio (SNR), optical signal power, optical noise power, electrical noise equivalent power, and the geometrical constraints of the concept of integrated planar optics (IPO). The dependence of interconnects capacity on various system parameters is analysed and simulated. It is shown that the design of the IPOIs system can be optimized for maximum capacity using geometrical constraints as design parameters.     

Birefringence in magneto-optical rib waveguides made by SiO2/TiO2 doped with γ-Fe2O3

Magneto-optic waveguides are the basic elements for nonreciprocal integrated optics; the phase matching between the fundamental TE and TM modes is an essential condition in magneto-optic waveguides. This condition can be satisfied with selected geometries planar or rib waveguides. We simulated the performance of such devices and determined the waveguide dimensions (height, width, and etching depth) that would allow the same propagation constants for both polarizations TE and TM.     

聚合物平面光波导器件的研究进展

聚合物平面光波导(PLC)器件以其低损耗、低成本、低功耗,以及制备工艺简单等优点,在光通信网络、微波光子学、传感监控等领域发挥着重要作用。文章梳理了近年来聚合物平面光波导器件的代表性工作,其中包括阵列波导光栅、可变光衰减器、光开关及其集成器件,讨论了聚合物平面光波导未来的发展方向。     

二氧化硅平面光波导器件的研究进展

二氧化硅平面光波导(PLC)器件以其低损耗、高工艺容差,以及与CMOS工艺兼容和与单模光纤模场匹配良好等优点,在光通信、光互连和集成光学中得到了广泛的应用.文章综述了二氧化硅平面光波导器件及其应用的进展,重点针对分束器、阵列波导光栅、可调光衰减器及其集成器件的最新研究进行了介绍,对未来发展趋势进行了展望.     

集成化平面肖特基变容管微波C-V特性物理模型

提出一种集成化平面肖特基变容管微波频段 C- V特性物理模型 ,该模型考虑了由平面结构引起的分布有源层串联电阻、分布结电容、结反向饱和漏电流及侧壁电容对微波频段 C- V特性的影响 ,揭示了集成化平面肖特基变容管 C- V特性对频率的依赖 ,并对变容比作了讨论。模型与实验结果符合得很好     

基于后焦面成像的聚合物平面波导光学参数测量仪

基于后焦面成像确定波导传播特性的基本原理,结合平面波导中的菲涅尔反射理论,设计了一种聚合物平面波导光学参数测量仪.通过MATLAB拟合处理数据实现了对样品局部折射率和厚度高精度、高空间分辨率的实时测量,平面波导厚度测量精度可以达到纳米量级,空间分辨率可达到300 nm.该测量仪结构简单、易于操作,在光学传感和细胞内生物传感领域具有很高的应用价值.     

基于激光加工的平面型微型超级电容器

随着便携式可穿戴电子产品的快速发展,亟需开发小型化柔性新能源储能器件与之匹配。平面型微型超级电容器(MSC)因具有功率密度高、循环寿命长、易于集成等特点,在微型储能器件中备受关注。在多种构建微型超级电容器的方法中,激光处理是一种便捷高效、可快速集成化的加工手段。鉴于此,综述了激光加工平面型微型超级电容器的研究进展,包括激光辅助构建微型储能器件的方式、典型的激光加工的平面型微型超级电容器及其电极材料,材料包括石墨烯类、MXene类、金属氧化物类、聚合物类以及金属有机框架(MOF)类等。同时,对激光加工微型超级电容器未来的发展趋势和面临的挑战进行了展望。     

X波段基片集成波导带通滤波器的设计

基片集成波导是一种具有低差损、低辐射、高品质因数的新型平面导波结构.文中利用基片集成波导结构设计并制作了一种x波段的带通滤波器,该滤波器易与其它微波平面电路集成.实测结果表明,该滤波器的中心频率是9.58 GHz,相对带宽是8.35%,通带内的插入损耗是3.8 dB,回波损耗＜-15 dB.     

Silicon-on-Insulator-Based Planar Circuit for Passive Optical Network Applications

A novel design of a silicon-on-insulator (SOI) filter for passive optical network applications is described. The SOI filter comprises a monolithically integrated planar reflective grating and a multistage Mach-Zehnder interferometer. The fabricated device showed low insertion losses and high optical isolation. To the best of our knowledge, this letter describes the first demonstration of an SOI circuit comprising monolithically integrated planar reflective grating and cascaded Mach-Zehnder interferometer     

A High-Q Millimeter-Wave Air-Lifted Cavity Resonator on Lossy Substrates

In this letter, a 3D high-quality-factor millimeter- wave cavity resonator is integrated on the lossy soda-lime glass substrate utilizing surface micromachining technologies. With a height of 300 mum, the air-lifted cavity features a measured Q of at least 219 at 30 GHz, demonstrating an improvement by almost an order of magnitude with respect to respective planar resonators on the same substrate. The 3D cavity is monolithically integrated on the top of the substrate, with its side walls consisting of two rows of metalized pillars, while a weak coupling excitation scheme is used to extract the quality factor. This high performance cavity can be easily integrated with other monolithic integrated circuits and planar mm-wave components in multilayer modules.