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多波长掺铒光纤激光器技术研究

激光与光电子学进展 2005年第9期42卷 6-10页

作者：田大伟董波胡曙阳何士雅俞宽新赵启大北京工业大学应用数理学院北京1000222

掺铒光纤激光器(EDFL)是光通信与光传感领域中最有发展前途的光源之一,目前已有多种方法实现了掺铒光纤激光器多个波长的稳定输出。本文分析了各种在EDFL中产生多波长振荡的机理,并讨论了未来的发展趋势。

关键词：掺铒光纤激光器(EDFL) 模式竞争均匀展宽非均匀展宽掺铒光纤激光器多波长振荡技术发展前途 EDFL 稳定输出发展趋势光传感光通信

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动态激光调节下的数字式LED驱动电源设计

现代电子技术 2017年第20期40卷 184-186页

作者：刘梦亭李俊勇赵丽红吉林大学珠海学院广东省珠海市桂山岛75406部队深圳奥拓电子股份有限公司

普通照明用的LED驱动电源无法智能调节亮度。借助单片机STC90C58RD+,以PWM控制器作为控制对象,将模拟组件和数字组件优化组合,结合光传感模块、热释电红外人体感应模块以及无线遥控模块,设计动态激光调节的LED数字驱动电源,实现对LED灯... 详细信息

普通照明用的LED驱动电源无法智能调节亮度。借助单片机STC90C58RD+,以PWM控制器作为控制对象,将模拟组件和数字组件优化组合,结合光传感模块、热释电红外人体感应模块以及无线遥控模块,设计动态激光调节的LED数字驱动电源,实现对LED灯组智能化亮度调节控制。仿真实验证明,采用该动态激光调节方式可实现智能调节亮度。

关键词：动态调节 LED驱动电源 PWM 光传感人体感应

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光子准晶微腔型传感器特性的研究

量子光学学报 2018年第1期24卷 93-97页

作者：吴江海上海政法学院

采用时域有限差分法,研究了八重光子准晶微腔型光学传感器的物理特性。研究结果表明,光子准晶微腔具有高品质的共振模,其场被高度局域在腔中心,并向周边对称性扩展,呈现出高度的八重旋转对称性。由于缺陷模场扩展到微腔的周边环境中,使... 详细信息

采用时域有限差分法,研究了八重光子准晶微腔型光学传感器的物理特性。研究结果表明,光子准晶微腔具有高品质的共振模,其场被高度局域在腔中心,并向周边对称性扩展,呈现出高度的八重旋转对称性。由于缺陷模场扩展到微腔的周边环境中,使得模场能与外部环境产生强烈的相互作用,因此实现了高灵敏度的光学传感。在光通信波段长1 550nm时,折射率灵敏度达到了700nm/RIU。研究结果为实现一类新型光子准晶型高灵敏度生物传感器提供了重要的依据。

关键词：光传感光子准晶八重准晶灵敏度

微透镜阵列导光板热压微成型工艺参数及精度控制研究

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微透镜阵列导光板热压微成型工艺参数及精度控制研究

作者：江宇宁华南理工大学

学位级别：硕士

薄壁LED照明灯需要3 mm厚的导光板,目前导光板表面微结构阵列主要有丝网印刷和激光加工两种制造方法,加工效率比较低且能耗高。因此,提出利用加热的微沟槽阵列模芯快速热压固态透明聚合物导光板,使工件发生热变形的微米尺度表面层流入... 详细信息

薄壁LED照明灯需要3 mm厚的导光板,目前导光板表面微结构阵列主要有丝网印刷和激光加工两种制造方法,加工效率比较低且能耗高。因此,提出利用加热的微沟槽阵列模芯快速热压固态透明聚合物导光板,使工件发生热变形的微米尺度表面层流入微沟槽空间内,快速形成透镜阵列,而工件整体不变形,实现高效率和低能耗的微光学透镜阵列热压成型加工。但是,实际热压成型加工中,设备的加压压力、加压温度等工艺参数容易发生漂移,使压印成型的导光板微结构高度存在误差。本论文利用光感应照度构建热压微成型宏观表面的微阵列高度在线控制模型,并且,建立工艺专家的经验数据库与实际成型加工高度进行比对,对微透镜阵列结构导光板批量加工误差进行校正,使其微成型高度误差稳定在一定范围内。首先,提出采用微槽阵列结构模芯快速热压微透镜阵列导光板的成型方法和工艺并进行实验研究,结果表明热压微成型工艺生产的V形微透镜阵列导光板相比市面丝网印刷导光板提高出光亮度14.4%和亮度均匀度4.8%,这说明了热压微成型工艺在LED照明产业中有较好的应用前景。然后,设计热压微成型阵列在线控制系统并进行平台搭建,搭建基于光传感的在线检测系统装置,并建立了热压机、在线检测系统、控制中心之间的相互实时数据通讯硬件等。通过热压微成型工艺实验建立了工艺参数与导光板微成型高度的经验关系数据库,以及在线检测光感应照度与导光板微成型高度的关联数据库。最后,建立热压微成型高度在线控制生产模型,通过工艺经验数据库调控工艺参数,使导光板的在线微成型高度随着控制循环过程逐渐稳定在设定值范围内。结果表明,实验研究热压微成型工艺参数得出了最适合导光板成型的加压温度110℃及1 s保压时间的经验数据库;光传感在线检测系统可识别导光板微成型高度平均达到1.683μm/lux的灵敏度;而且,经过在线控制可以实现将热压微成型导光板的实际微成型高度与设定值的误差控制在平均4μm,这对高精度微透镜阵列导光板精密热压成型生产具有实际指导作用。

关键词：热压微成型导光板微透镜阵列光传感工艺经验数据库在线控制系统

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新型硅基纳米线波导及谐振腔的研究

新型硅基纳米线波导及谐振腔的研究

作者：王晓坤浙江大学

学位级别：硕士

由于与CMOS工艺兼容,并且在光通信波段性能优异,硅光子学近年来得到了广泛的研究并取得了一系列进展。本文首先介绍了主要的硅基集成型光子学器件,及其在光互连与光传感中的应用。然后,本文分别研究了新型低损耗硅纳米线波导与微盘谐振... 详细信息

由于与CMOS工艺兼容,并且在光通信波段性能优异,硅光子学近年来得到了广泛的研究并取得了一系列进展。本文首先介绍了主要的硅基集成型光子学器件,及其在光互连与光传感中的应用。然后,本文分别研究了新型低损耗硅纳米线波导与微盘谐振器,及其在光互连与光传感中的应用。首先,研究了平面集成型光波导损耗的来源,以及影响其损耗的各项波导参数。结合制备硅纳米线波导的特点,总结了降低波导损耗的各种工艺及设计方法。在分析与对比的基础上,提出了基于新型氧化工艺制备波导的方法。采用选择性氧化工艺,,制备了基于硅绝缘体氧化物(Silicon On Insulator, SOI)硅纳米线脊形波导,其中脊形高度约为130nm,平板区域厚度约为25nm,宽度约为1μm。在课题中,制备了半径为100μm的全通型微环谐振器,并对其性能进行了测试,得到其品质因数(Q值)约为2×104。其次,本文重点研究了超小型悬挂式硅基微盘传感器。对微盘谐振器的模式理论进行了简要的介绍,提出了采用悬挂式结构可以制备高Q值及高灵敏度的微盘传感器。然后,分别仿真并计算了O.5μm-lμm弯曲半径下,微盘谐振器的弯曲损耗及灵敏度等参数。根据仿真结果,确定了采用半径为R=0.8μm的微盘,根据设计结果,其传感灵敏度比非悬挂结构要高60%,并且在空气中拥有更高的品质因数。然后,根据悬挂式结构设计了一边有平板支撑的非对称脊形波导以便进行光耦合。根据设计参数,制备了半径R=0.8μm,硅层厚度为340nm的悬挂式微盘谐振器,其中耦合波导宽度为305nm,耦合间隙为65nmn。最后,对制备的悬挂式微盘谐振器进行了溶液折射率传感测试,分别测量了不同浓度的氯化钠溶液,以及不同类型的有机溶液。最后,实验测得该微盘传感器的灵敏度约为130nm/RIU,品质因数约为100,实验结果与设计仿真结果基本相符。

关键词：硅光子学光互连光传感低损耗硅波导悬挂式微盘

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聚合物封装FBG侧向压力敏感机理的研究

红外与激光工程 2006年第Z5期35卷 209-212页

作者：李晓红戴恩光北京大学信息科学技术学院北京100871

目前大多数关于FBG压力敏感的研究都基于轴向压力,而关于FBG侧向压力敏感的研究却很少,加强侧向压力传感器的研究很有必要。

关键词：光传感压力敏感聚合物

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光网络中的动态可重构的光分插复用技术

红外与激光工程 2006年第Z5期35卷 6-8页

作者：戴恩光北京大学信息科学技术学院北京100081

动态可重构的光分插复用器(ROADM)在光通信网络与传感网络中有重要的应用,而且是对目前正在使用的非重构的光网络升级的核心技术之一。超大规模、高可靠性的传感器网络对可重构的 OADM 需求尤其迫切。结合本课题组承担的863项目的研究成... 详细信息

动态可重构的光分插复用器(ROADM)在光通信网络与传感网络中有重要的应用,而且是对目前正在使用的非重构的光网络升级的核心技术之一。超大规模、高可靠性的传感器网络对可重构的 OADM 需求尤其迫切。结合本课题组承担的863项目的研究成果,对该技术进行介绍。

关键词：动态可重构的OADM 光通信光传感

以有机膦酸/氧化铝为绝缘层的低伏柔性有机薄膜晶体管

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以有机膦酸/氧化铝为绝缘层的低伏柔性有机薄膜晶体管

作者：于凡凡合肥工业大学

学位级别：硕士

基于有机半导体材料的薄膜晶体管(OTFT)具有质量轻、柔韧性好并且可以与塑料衬底相容的特性,被认为是未来有机电子技术的关键组件,在印刷逻辑电路、显示器和传感器等领域具有广泛的应用前景。尽管有这些独特的优点,但是迄今为止,报道的... 详细信息

基于有机半导体材料的薄膜晶体管(OTFT)具有质量轻、柔韧性好并且可以与塑料衬底相容的特性,被认为是未来有机电子技术的关键组件,在印刷逻辑电路、显示器和传感器等领域具有广泛的应用前景。尽管有这些独特的优点,但是迄今为止,报道的绝大多数有机光电晶体管通常在超过| 20 |V的高电压下工作,这是主要的技术瓶颈,因为大多数目标设备需要在较低的电压(即光电传感器中的成功应用,不仅需要开发高性能器件结构,而且需要开发低工作电压的有机薄膜晶体管。因此,研究低伏有机薄膜晶体管中的绝缘层的电学特性和表面形态是必要的。本论文的主要工作如下:(1)开发了一种制备平滑铝栅电极的剥离方法。与热蒸镀沉积的粗糙度为3.5 nm的铝相比,剥离的铝电极的粗糙度显着降低为0.9nm。对铝栅电极进行恒电位阳极氧化之后,氧化铝的粗糙度略有增加,为1.50nm。通过恒电位阳极氧化,并用正十八烷基膦酸改性的剥离氧化铝适合作为绝缘层,在-2 V的电压下,漏电流密度约为107A/cm-2,电容密度为0.114μF/cm2。剥离的恒电位阳极氧化AlOx作为绝缘层,DNTT作为半导体层的OTFT的迁移率高达0.53 cm2 Vs。作为OTFT的半导体层的DNTT具有450nm波长的光的光响应性,并且可以检测到5 μW/cm 2的弱光强度。(2)以PBIBDF-BT共轭聚合物为半导体层,正十八烷基膦酸表面修饰剥离的阳极氧化铝为绝缘层,制备了低伏有机薄膜晶体管,其迁移率为0.038 cm2 Vs,阈值电压为0.64 V,开关比为3.25×10。由于有机薄膜晶体管的半导体层为PBIBDF-BT共轭聚合物,具有近红外传感的性能。采用波长808 nm,光强45.6 mW/cm2的光照照射,在漏极电压VD = 5V,栅极电压VG=1V时,漏极电流增加0.7 nA,显示出近红外光传感的性能。(3)成功制备了具有功能基团的(6-叠氮基己基)膦酸,通过将(6-叠氮基己基)膦酸与炔端基PVP反应,修饰到氧化铝的表面作为绝缘层,电容密度为2.52×106F/cm2。在绝缘层表面生长并五苯半导体层,制作成器件,此器件可以在低电压,4V下工作。迁移率为0.025cm2Vs;阈值电压为.4V;开关比为1×10;亚阈值摆幅为0.69 V/dec。该性能虽然不高,但是验证了(6-叠氮基己基)膦酸在改性绝缘层表面性能方面的应用,为进一步制备功能化的器件提供了基础。

关键词：柔性低伏绝缘层有机薄膜晶体管光传感

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啁啾相移光纤光栅的光谱特性分析及其应用

啁啾相移光纤光栅的光谱特性分析及其应用

作者：康赟厦门大学

学位级别：硕士

相移光纤光栅是指在光纤光栅的某些点,通过采用一些方法破坏其周期的连续性而得到的,这些不连续的连接会产生相移。目前所研究的相移光纤光栅仍停留在均匀Bragg光栅上引入相移点,而本文研究的啁啾相移光纤光栅是在啁啾光栅上引入相移点... 详细信息

相移光纤光栅是指在光纤光栅的某些点,通过采用一些方法破坏其周期的连续性而得到的,这些不连续的连接会产生相移。目前所研究的相移光纤光栅仍停留在均匀Bragg光栅上引入相移点,而本文研究的啁啾相移光纤光栅是在啁啾光栅上引入相移点,并与普通相移光纤光栅的光谱特性进行了比较。啁啾相移光纤光栅不仅具有普通相移光纤光栅的一些重要的特征,而且其反射带宽和透射窗的带宽可以根据需要在很宽的范围设计。本文的工作对设计新型啁啾相移光纤光栅器件提供了理论依据。第一章综述了光纤光栅的发展背景、分类和制作方法,全面地介绍了光纤光栅在光纤通信和传感领域的应用现状。第二章是整篇论文的理论基础。根据光波导中的电磁场理论,推导了经典的耦合模方程。同时为了对光纤光栅的光谱特性进行数值仿真,简要介绍了龙格—库塔法、传输矩阵法、基于Newton-Raphon方法的算法、FatemehAbrishamian提出的算法,分析了这四种的算法的适用性。对于不同类型的光纤光栅,我们要选择适用于其的最方便最快速的算法。第三章利用传输矩阵法,对啁啾相移光纤光栅的光谱特性进行了系统的分析,并与普通相移光纤光栅的光谱特性进行了比较,根据得出的光谱特性简要地介绍并预言了啁啾相移光纤光栅在窄线宽单频光纤激光器、WDM/DWDM光通信系统以及掺铒光纤的增益平坦化等方面的应用。第四章研究了噪声作用下的啁啾相移光纤光栅的光谱特性,介绍了应变和温度作用于光纤光栅的波长调谐原理。运用传输矩阵法,对应变和温度作用下的啁啾相移光纤光栅光谱特性进行了数值仿真,结果表明啁啾相移光纤光栅的反射光谱透射窗口峰值的波长与应变和温度都有很好的线性关系,而其透射窗口峰值的反射率对应变和温度的灵敏度很低,基本保持稳定。

关键词：啁啾相移光纤光栅传输矩阵法光谱特性光通信WDM/DWDM 光传感