检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王晨曦山东大学

学位级别：硕士

集成光学的概念自从提出以来,就一直受到广泛的关注。它是采用集成的方法来对光学和光电子学相关的方面内容进行研究,涉及到波动光学,非线性光学,信息光学,晶体光学,薄膜光学,半导体光学,相关的器件设计以及系统的集成理论与应用等方面... 详细信息

集成光学的概念自从提出以来,就一直受到广泛的关注。它是采用集成的方法来对光学和光电子学相关的方面内容进行研究,涉及到波动光学,非线性光学,信息光学,晶体光学,薄膜光学,半导体光学,相关的器件设计以及系统的集成理论与应用等方面,通过将不同的光学器件按照一定的数量、顺序、位置等相关方面的要求集成到一起,可以实现预设的特定方面或者是多种方面的光学功能,在光学信息处理,光纤通信网络,光纤传感器,光学存储,光学精密测量,光学仪器和光谱学的应用等方面具有广泛应用。光波导是由折射率略高、厚度可以与光波长相似数量级的介质被包裹在折射率较低的介质中所形成的结构,它可以以不同的结构形式在不同的空间维度限制和引导光在其中的传输。在光波导中传输的光一般会被限制在微米数量级尺寸的微小区域里,由于和体材料相比具有明显的尺寸上的缩小,这会使光波导区域内的光强增强到远大于体材料中所能达到值,从而具有更高的研究价值和更广泛的应用范围。基于光波导结构可以制备出来无源光学器件,如光开关,也可以制备出来有源光学器件,如光调制器、光放大器以及激光器。与传统的无源光学器件相比,借助于光波导结构可以更好地限制光在微米数量级甚至更小的横截面使光波导内部的能量密度更高,实现更高的能量转换效率以及降低激光阈值。这使得光波导成为集成光学的重要组成部分和最基本的光学元件,同时又是能够连接集成光子学系统中不同功能光子学器件的载体。载能离子束技术是一种通过与光学材料相互作用,改变作用区域材料的折射率,进而制备出光波导结构的方法。按照采用技术手段的差异,载能离子束技术又可以细分成离子注入、快重离子辐照和聚焦离子束写入。根据设定不同的能量、剂量、离子种类以及离子束的尺寸,可以在不同光学晶体上制备出多种微米和亚微米量级的光波导结构。通过有效调制材料的折射率或表面的结构,可以在光子学的众多分支中实现各种应用。当前已经在一百多种材料中制备出了光波导结构,结合光刻技术或者是飞秒激光直写技术等辅助手段,也可以制备出结构更加复杂、性能更加优越的光波导结构。并且运用载能离子束技术制备出的光波导结构和其它光学结构已经显示出良好的导波性能以及与衬底材料相关的特性,这表明在光子学的许多方面具有广泛的应用潜力。法拉第磁致旋光效应是一种根据材料的性质,磁场作用于光场后产生的光振动方向发生偏转的现象。即当一束线偏振光在具有和其传输方向平行的磁场的作用下,其光振动方向与未加磁场时发生改变,改变的角度正比于光线在介质中的传播长度乘以磁感应强度的积。其中比例系数即为维尔德常数,它既关联于介质性质,又与传输光的频率密切相关。传输光的振动改变方向受磁场方向和传输媒介性质的共同影响。这种效应可以用来进行物质的分析,根据不同物质本身的这种特性来进行表征;进行光谱分析时,也可以借助这种效应获得激发能级相关的知识内容;进行激光技术的应用时,可以用来通过隔离反射光来实现调制光的作用。在本论文中,主要是采用离子辐照/注入技术对铽镓石榴石(Terbium gallium garnet,Tb3Ga5O12,TGG)晶体的微观结构进行修饰,并制备出光波导结构,通过实验测试,研究光波导的性质,具体包括光波导的显微镜照片、暗模特性、拟合折射率分布、导波模式、传输损耗变化、拉曼光谱等导波光学性质,并且在此基础上引入外部磁场,研究其磁致旋光特性,实现了光线在光波导内部的法拉第磁致旋光效应,分析光波导在实际应用方面的运用。根据光波导制备方法的不同,将本论文的研究工作及结果讨论整理如下:离子辐照铽镓石榴石晶体制备磁光波导:主要工作是通过能量为15 MeVC3+离子束辐照制备出基于TGG晶体的磁光波导。载能离子束辐照过程导致了被辐照的TGG晶体光波导中出现光学各向异性,从而阻碍了光波导中的磁光旋转。为了消除载能离子束辐照引起的光学各向异性,我们在不同条件下对辐照后的TGG晶体光波导进行了退火。经过400℃退火一个小时后,通过0.24 T的外加磁场作用下,采用波长为632.8 nm的入射光在光波导中观察到每厘米14°的磁光旋转,这与在相同的磁场条件下TGG晶体中观察到的结果相当。这项工作为TGG晶体光波导作为集成光学旋转器和隔离器的应用铺平了道路。

关键词：离子辐照/注入光波导磁致旋光

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基于25 GHz信道间隔和30 Gbaud的28.8 Tbit/s Nyquist-WDM系统性能研究

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光电子．激光 2015年第11期26卷 2119-2124页

作者：程智慧白成林张霞孙文涛聊城大学物理科学与信息工程学院山东省光通信科学与技术重点实验室山东聊城252059

为了提高奈奎斯特波分复用(Nyquist-WDM)系统的频谱效率和传输距离,利用改进型多元低密度奇偶校验(NB-LDPC)码对Nyquist-WDM系统进行信道编码,并结合偏振复用64进制正交幅度调制(PM-64QAM)技术对28.8Tbit/s Nyquist-WDM相干检测系统进... 详细信息

为了提高奈奎斯特波分复用(Nyquist-WDM)系统的频谱效率和传输距离,利用改进型多元低密度奇偶校验(NB-LDPC)码对Nyquist-WDM系统进行信道编码,并结合偏振复用64进制正交幅度调制(PM-64QAM)技术对28.8Tbit/s Nyquist-WDM相干检测系统进行性能研究。仿真结果表明,经单模光纤(SMF)传输4 900km之后,与未采用编码的系统相比,在波特率为30Gbaud、信道间隔为25GHz时,Nyquist-WDM系统通过采用改进型NB-LDPC码可以有效抑制符号间干扰,使误码性能改善2.58dB,频谱效率达到11.63bit/s/Hz;同时,通过采用NB-LDPC码可增加系统的传输距离,改善系统对非线性效应的容忍度。

关键词：多元低密度奇偶校验(NB-LDPC)码奈奎斯特波分复用(Nyquist-WDM)系统偏振复用(PM) 正交幅度调制(QAM) 光纤通信性能分析

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高速单像素相机数据采集系统

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光学精密工程 2014年第4期22卷 837-843页

作者：彭进业金浩强石剑虹曾贵华西北工业大学电子信息学院陕西西安710072 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

研究了在压缩感知基础上发展起来的3D单像素相机的成像机制。基于现场可编程的阵列(FPGA)和FMC子板设计了一种可以代替雪崩光电二极管(APD)单光子探测器的高速3D单像素数据采集系统,以提高现有3D单像素相机系统的数据采集速度、降低系... 详细信息

研究了在压缩感知基础上发展起来的3D单像素相机的成像机制。基于现场可编程的阵列(FPGA)和FMC子板设计了一种可以代替雪崩光电二极管(APD)单光子探测器的高速3D单像素数据采集系统,以提高现有3D单像素相机系统的数据采集速度、降低系统成本。该系统基于Xilinx公司的FPGA和4DSP公司的FMC126子卡,配合高速光电探测器来实现对光信号的高速采集,同时获得目标物体反射光的光强信息和纵向距离信息,其采样率为5GS/s、分辨率为10bit。系统采用脉冲采样模式,最大程度地降低了数据量和计算成本。实验结果表明:在用800ps半脉宽的脉冲激光器作为光源时,可以得到20cm以上的纵向分辨率,每次数字微镜阵列(DMD)调制后的采集时间由目标物体的纵向长度决定。该系统也适合激光三维成像,脉冲激光测距等方面的应用。

关键词： 3D单像素相机现场可编程门阵列信号完整性数据采集压缩感知

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基于投影仪的“街角成像”和穿透散射介质成像

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光学学报 2014年第5期34卷 80-84页

作者：金浩强石剑虹彭进业曾贵华西北工业大学电子信息学院陕西西安710072 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

散射介质对传统成像的影响非常大,散射严重时甚至使传统成像方式完全失效。如何在存在散射介质的情况下得到高分辨率的图像是人们一直关注的技术。将投影仪应用于关联成像(GI),可以在实验室内实现"街角成像",即利用墙面的漫... 详细信息

散射介质对传统成像的影响非常大,散射严重时甚至使传统成像方式完全失效。如何在存在散射介质的情况下得到高分辨率的图像是人们一直关注的技术。将投影仪应用于关联成像(GI),可以在实验室内实现"街角成像",即利用墙面的漫反射对墙角另一侧无法直接成像的物体进行成像,并在此基础上实现了对隐藏在散射介质后的物体进行成像。该成像方案省去了传统关联成像系统中的参考臂的测量,使用一个无空间分辨能力的桶探测器即可实现。对比实验结果与传统方式得到的结果并分析实验的分辨率以及影响因素,证明了使用投影仪等普通光源在存在散射介质的情况下成像的可行性。

关键词：成像系统散射介质成像关联成像投影仪

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大空间双模多频段射频识别复合定位

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传感技术学报 2015年第11期28卷 1664-1669页

作者：李建宇张金艺蔡春艳王伟张洪晖上海大学微电子研究与开发中心上海200072 上海大学特种光纤与光接入网省部共建教育部重点实验室上海200072 上海大学教育部新型显示与系统应用重点实验室上海200072

针对室内大范围射频识别定位,提出一种双模多频段射频识别复合定位方法。被定位对象同时携带有源和无源两种模式的标签,微波频段阅读器与被低频频段信号激活的有源标签通信,根据有源标签信号区域选通超高频频段读写器天线,以减轻读写器... 详细信息

针对室内大范围射频识别定位,提出一种双模多频段射频识别复合定位方法。被定位对象同时携带有源和无源两种模式的标签,微波频段阅读器与被低频频段信号激活的有源标签通信,根据有源标签信号区域选通超高频频段读写器天线,以减轻读写器天线之间干扰;以固定时间读写器天线对无源标签的收包次数为定位参数,在被定位对象位置计算过程中分区筛选最大后验概率位置并利用欧式距离修正定位坐标,完成贝叶斯概率定位算法的改进。实验验证表明,本文提出的复合定位方法,不但可以改善大空间定位中读写器天线间的干扰,而且与LANDMARC算法相比较,定位误差降低59.86%。

关键词：室内定位射频识别天线干扰双模多频段贝叶斯概率定位

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复合微纳光纤器件的理论建模与应用研究

复合微纳光纤器件的理论建模与应用研究

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作者：刘子龙兰州大学

学位级别：博士

集成电路特征尺寸日益减小,使其工艺特征尺寸也从最初的毫米量级发展到如今的纳米量级——越来越接近电学物理的极限尺寸。传统的电学信息处理能力的优化空间遇到了瓶颈。与此同时,随着“物联网”时代的到来,人们对于大带宽以及高速率... 详细信息

集成电路特征尺寸日益减小,使其工艺特征尺寸也从最初的毫米量级发展到如今的纳米量级——越来越接近电学物理的极限尺寸。传统的电学信息处理能力的优化空间遇到了瓶颈。与此同时,随着“物联网”时代的到来,人们对于大带宽以及高速率通信的需求上升到了一个新的台阶。因此,如何尽快突破传统电子信息处理技术的发展瓶颈成为了科研工作者需要解决的首要问题。微纳光纤作为微纳光子器件中最基本的传输单元,由于其强光场束缚、大比例倏逝场、大波导色散、弯曲半径小等优良特性,在微纳尺度下光信号的产生、耦合、传输、谐振、放大、调制、传感等研究领域均具有潜在应用价值。然而,由于材料和结构单一性的限制,仅仅依靠二氧化硅微纳光纤已经越来越难以满足人们对微纳光子器件日益增长的需求。因此,解决微纳光纤结构和材料单一性的问题,使微纳光纤具有更为丰富的功能特性,对满足更多微纳光子器件的实际需求有重要意义。本文将微纳光纤结构功能化与材料功能化相结合,提出了具有不同功能的复合微纳光纤器件,并将其应用于微纳光纤全光调谐技术以及微纳光纤温度传感领域中。主要研究内容包括:1、对微纳光纤光学的传输基本理论进行了研究。从求解Maxwell方程组入手对微纳光纤的基本传输特性进行了理论分析与推导,研究了不同直径微纳光纤的表面倏逝场分布。以耦合模理论为基础结合光束传播法对微纳光纤的耦合机理进行了分析,重点研究了不同耦合条件下的侧向耦合特性,为微纳光纤耦合型结构器件的制作提供了理论基础。分析了微纳光纤锥形过渡区域的模式传输特性,锥形过渡区域的导模方程,对绝热条件以及锥形过渡区域的结构进行了详细的分析与讨论。详细总结了微纳光纤的损耗问题,为设计与制作光学性能良好的微纳光纤器件提供理论指导。2、研究了石墨烯复合微纳光纤全光可调器件。首先详细介绍了低损耗微纳光纤的制备方法,并研究了石墨烯对微纳光纤倏逝场的影响。接着对比了石墨烯转移到微纳光纤的不同方法。最后提出并通过实验验证了一种基于石墨烯复合微纳光纤结构的全光可调马赫曾德干涉仪。为了优化制造工艺,提高调谐效率,采用三明治结构的石墨烯复合微纳光纤。当高功率泵浦光对器件的调制区域进行外部照射时,石墨烯的欧姆加热可以有效地改变微纳光纤的折射率。最终得到的谐振波长漂移的调制效率为0.856 pm/mW。与只结合底层石墨烯薄膜的微纳光纤马赫曾德干涉仪结构相比,该结构谐振波长漂移的调制效率提高了6倍。值得注意的是,其谐振波长的红移量可以超过一个自由光谱范围,这意味着器件的谐振波长可以在透明窗口的范围内调整至任意波长。同时,该器件的有效尺寸约为7.31×8.66 mm2,比其它已报道的基于光纤系统的全光可调马赫曾德干涉仪小几个量级。3、研究了聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合微纳光纤温度传感器。介绍了PDMS的一些基本特性以及制备方法,并对其性能进行了简单的分析。接着介绍了一种基于覆盖型PDMS复合微纳光纤环形谐振器的温度传感器,该传感器的基本传感单元为微纳光纤环形谐振器,因此通过散射矩阵模型分析了微纳光纤环形谐振器的传输特性与重要参数之间的关系。该器件的传感区域将两片PDMS薄膜与微纳光纤相结合形成具有三明治结构的覆盖型PDMS复合微纳光纤。PDMS较高的负热光系数保证了该温度传感器具有较高的灵敏度（可达-75.78 pm/~oC）。最后提出并介绍了一种基于包裹型PDMS复合微纳光纤环形谐振器耦合马赫曾德干涉仪的温度传感器。该器件的直臂完全包裹在PDMS中,从而形成器件的传感区域。该器件有效面积约为12.59×3.01 mm2。通过散射矩阵法建立了该器件的理论模型,并分析了各个参数与器件性能之间的关系。由于PDMS的热光系数较高,器件的传输光谱将随环境温度的升高而蓝移。同时,该器件可以在两种不同的环境（空气和液体）中分别对温度进行有效的监测。此外,PDMS不仅可以作为热敏材料,还可以防止传感区域受到周围物质如灰尘、湿度和划痕等因素的影响,延长器件的使用寿命。4、讨论了基于液体封装复合微纳光纤温度传感技术的研究。介绍了微纳光纤模式干涉仪的传输特性,通过分析器件参数对其传输特性的影响进一步研究了微纳光纤模式干涉仪的传感特性。并在理论分析的基础上通过实验验证了基于液体封装复合微纳光纤模式干涉仪的温度传感特性。由于去离子水具有较高的负热光系数,保证了该温度传感器具有较高的灵敏度（可达-258.73 pm/~oC）。同时液体封装的方式对器件起到了保护作用,使其避免因外界环境变化引起的形变,大大提高了器件的机械稳定性。

关键词：微纳光纤微纳光纤器件复合微纳光纤全光调谐光学温度传感器

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PLC与VLC融合通信系统中的信道估计技术分析

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光通信研究 2017年第1期1期(24)卷 3-6页

作者：陈梦迟冯勇华游善红周敏彤王颖王震苏州大学电子信息学院江苏苏州215006 烽火通信科技股份有限公司武汉430074

研究了基于OFDM(正交频分复用)的电力线与可见光融合通信系统中的信道估计技术,通过建立电力线与可见光信道模型,研究了梳状和块状导频结构下的LS(最小二乘)与SVD(奇异值分解)两种估计准则,以及线性插值与基于DFT(离散傅里叶变换)的插... 详细信息

研究了基于OFDM(正交频分复用)的电力线与可见光融合通信系统中的信道估计技术,通过建立电力线与可见光信道模型,研究了梳状和块状导频结构下的LS(最小二乘)与SVD(奇异值分解)两种估计准则,以及线性插值与基于DFT(离散傅里叶变换)的插值两种内插方法,通过比较发现,块状导频下的SVD结合线性插值是性能较佳的信道估计算法,并且该算法对导频间隔不敏感。

关键词：正交频分复用电力线通信可见光通信信道估计

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基于石墨烯与侧边抛磨光纤的宽带全光纤光电探测器

基于石墨烯与侧边抛磨光纤的宽带全光纤光电探测器

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作者：杨松青暨南大学

学位级别：硕士

集成化光电子器件的研究热潮推动着通信技术领域信息的传递与发展,全球光纤网络互联又为集成化光纤器件提供了良好的研究平台与应用前景。石墨烯,一种新型单原子层二维材料,卓越的光学、电学等特性使得其在多个领域受到重点关注,并有可... 详细信息

集成化光电子器件的研究热潮推动着通信技术领域信息的传递与发展,全球光纤网络互联又为集成化光纤器件提供了良好的研究平台与应用前景。石墨烯,一种新型单原子层二维材料,卓越的光学、电学等特性使得其在多个领域受到重点关注,并有可能为当代或未来的科技发展带来一次革命性的影响。结合以上优点,基于石墨烯材料特性,研制出一类新型结构的光纤器件,可实现一系列优异的性能特征,具有重要的研究意义及实用价值。论文主要工作为将石墨烯与侧边抛磨光纤结合,实验上制备出光电探测器件,同时进行了其物理机制的模拟仿真,并对器件相关性能参数完成测试及分析。首先制备方面:采用光纤微加工工艺获得特定的侧边抛磨光纤样品;通过湿法转移技术将Graphene/PMMA复合结构覆盖在侧边抛磨光纤有效区域;进而通过掩膜电极蒸镀方法,完成集成化石墨烯全光纤光电探测器的制备,包含有叉指电极结构与平行电极结构的光电探测器。其次,物理机制方面:该器件利用侧边抛磨光纤作为光传输波导介质,增加了光与石墨烯相互作用长度,且对长度具有可控性;同时将Graphene/PMMA复合结构覆盖在侧边抛磨光纤有效区域,强化了石墨烯材料对光的吸收强度;最后,叉指电极的运用增强了金对光的吸收与电流的收集效率,通过物理模型仿真证实是由于金膜等离子体增强效应所引起的。最后,文中搭建了实验测试系统,对研究制备出的石墨烯集成化的宽带全光纤光电探测器进行多项主要参数测试和结果分析。结果表明,石墨烯集成化的宽带全光纤光电探测器可以在波长区域为980nm-1620nm范围内高效的工作,且在偏压为0.3V时,响应度均可实现(29)10～4 A/W,外量子效率可实现(29)6?10～5%;当输入光波长为1530nm时,偏置电压为0.3V时,叉指电极结构器件最大响应度为1.5×10～4 A/W,平行电极结构器件最大响应度为300.4 A/W;同时,对器件响应时间、噪声等效功率、探测率、入射光偏振态对器件响应度影响等方面进行了实验测试及结果分析。结合以上分析,论文研究的创新点:(1)采用侧边抛磨光纤作为光传输波导结构,将Graphene/PMMA及不同形状的电极成功的放置在有效区域,实现光电探测功能;(2)光电探测功能实现过程中,在980nm-1620nm较宽波长范围内器件均可实现较高的响应度((29)10～4 A/W量级)。

关键词：石墨烯侧边抛磨光纤光电探测器全光纤器件宽带

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纠缠光场下色散对二阶关联函数影响的研究

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2014年第11期37卷 1328-1331,1371页

作者：方晨黄鹏西北工业大学电子信息学院陕西西安710129 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

文章研究了双光子纠缠源在HOM干涉仪和HBT干涉仪2种不同的测量方式下,其二阶关联函数受色散的影响,并给出了相关公式。结果表明,HOM测量中二阶群速度色散被完全消除,色散介质的加入不会对其二阶关联函数造成影响,HBT测量会受到色散的影... 详细信息

文章研究了双光子纠缠源在HOM干涉仪和HBT干涉仪2种不同的测量方式下,其二阶关联函数受色散的影响,并给出了相关公式。结果表明,HOM测量中二阶群速度色散被完全消除,色散介质的加入不会对其二阶关联函数造成影响,HBT测量会受到色散的影响,发生二阶关联函数的展宽。

关键词：二阶关联符合计数群速度色散双光子纠缠二阶干涉

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宽带多模干涉型光耦合器的设计

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电子技术（上海） 2014年第2期41卷 68-70,50页

作者：张效衡周林杰李新碗陈建平上海交通大学"区域光纤通信网与新型光通信系统"国家重点实验室

文章通过分析制约多模干涉型耦合器带宽的因素,提出三种可提高MMI带宽的设计方法。仿真结果表明,三种方法均可以不同程度地提高MMI的工作波长范围,对比于常规MMI耦合器的60nm工作波长范围,采用优化设计方法可将其带宽提高到140nm至210n... 详细信息

文章通过分析制约多模干涉型耦合器带宽的因素,提出三种可提高MMI带宽的设计方法。仿真结果表明,三种方法均可以不同程度地提高MMI的工作波长范围,对比于常规MMI耦合器的60nm工作波长范围,采用优化设计方法可将其带宽提高到140nm至210nm。当同时采用三种设计方法后,带宽可以达到300nm,是原结构带宽的5倍。

关键词：多模干涉型器件硅基光子集成光无源器件

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