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上海航天 2017年第1期34卷 97-104页

作者：成茵瑛同济大学电子与信息工程学院上海201804

为进一步提高干涉型光纤陀螺(IFOG)的Shupe效应非互易相移的计算精度,在柱坐标系中,根据热传递的原理和过程,以1匝光纤线圈为基本单位,在MATLAB平台上建立了随着轴向、径向和时间变化的IFOG的三维温度场分布模型。根据Shupe效应的原理,... 详细信息

为进一步提高干涉型光纤陀螺(IFOG)的Shupe效应非互易相移的计算精度,在柱坐标系中,根据热传递的原理和过程,以1匝光纤线圈为基本单位,在MATLAB平台上建立了随着轴向、径向和时间变化的IFOG的三维温度场分布模型。根据Shupe效应的原理,基于光波在光纤线圈中的实际传输过程,对热传递动态过程中的时间元素进行进一步分解,细化为每一匝传输的渡越时间,用插值法使温度场的热传递按匝进行,得到了不同时间点处每匝光纤线圈的温度分布。设计了按匝传输分析计算非互易相移的新方法。对四极对称绕法和交叉对称绕法进行了仿真数值计算,结果表明与原算法相比,新算法的Shupe效应非互易相移计算精度提高了3个量级,符合预期。

关键词：干涉型光纤陀螺按匝传输 Shupe效应三维温度场四极对称绕法交叉对称绕法非互易相移计算精度

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基于“9”字腔锁模激光器的光学频率梳研究进展

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时间频率学报 2022年第2期45卷 95-103页

作者：赵春勃姚嘉丽汪会波拓卓越杜二旺贺玉玲蒙艳松中国空间技术研究院西安分院西安710100 空间微波技术重点实验室西安710100

高精度的光学时频技术在下一代卫星导航、高通量通信、微波-激光时频同源、空间引力波探测、科学研究等领域具有广泛的应用需求,而光学频率梳是其中必不可少的核心技术之一。本文主要介绍了基于“9”字腔锁模激光器的全保偏光学频率梳... 详细信息

高精度的光学时频技术在下一代卫星导航、高通量通信、微波-激光时频同源、空间引力波探测、科学研究等领域具有广泛的应用需求,而光学频率梳是其中必不可少的核心技术之一。本文主要介绍了基于“9”字腔锁模激光器的全保偏光学频率梳光学部分的研制进展。理论上建立了反射型和透射型两种情况下非互易相移器的数学模型,实验上搭建了基于非线性环形腔镜锁模激光振荡器,并通过两级放大、光谱展宽以及共线型f-2f探测,获得了信噪比约为35 dB的载波包络频率,为光纤光学频率梳的建立奠定了基础。

关键词：非互易相移锁模激光器光学频率梳

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双波长非互易移型磁光隔离器设计与优化

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作者：黄天泽深圳大学

学位级别：硕士

随着人类社会加速进入光电信息时代,更高的系统响应速度,更高的集成度和更高的带宽是信息传输、处理系统的主要发展趋势。作为光电信息时代处理及传递信息的主要载体,当前设计的集成光学信息器件都面临着一个很重要的问题,即如何处理后... 详细信息

随着人类社会加速进入光电信息时代,更高的系统响应速度,更高的集成度和更高的带宽是信息传输、处理系统的主要发展趋势。作为光电信息时代处理及传递信息的主要载体,当前设计的集成光学信息器件都面临着一个很重要的问题,即如何处理后向反射光的问题。光隔离器作为一种只允许光单向传输,反向传输隔离的器件,是集成光学系统必不可少的一部分,它可以保证光学系统的工作稳定性与可靠性。但由于光隔离器只能工作在特定的波长,这对提升带宽,提高集成度是不利的。本文研究波长不敏感型非互易相移器,在此基础上进行双波长非互易相移型磁光隔离器的设计与优化。磁光材料的折射率及法拉第旋转系数均与波长有关。通过分析波导的结构参数对非互易相移的影响,以及对结构参数的优化,用非互易相移的波导色散抵偿法拉第旋转系数随波长的变化,可以实现非互易相移对波长的不敏感。在此基础上设计了双波长非互易相移器(以1.31?m、1.55?m波长为例)。利用多模干涉耦合器自映像原理及定向耦合原理,分别设计双波长的2x1多模干涉耦合器、2x2多模干涉耦合器及双波长定向耦合器,对两个波长都实现3 d B分束。基于以上,提出两种双波长非互易相移型磁光隔离器的设计方案。设计方案一由2x2双波长多模干涉耦合器、双波长非互易相移器,2x1双波长多模干涉耦合器等构成。经Beam PROP软件模拟及优化结构参数,对波长1.55?m、1.31?m的插入损耗分别为0.30d B、0.27d B;隔离度分别为55.44d B、54.95d B。设计方案二由双波长定向耦合器、双波长非互易相移器、2x1双波长多模干涉耦合器等构成。同样用Beam PROP软件模拟,模拟结果显示对1.55?m、1.31?m波长的插入损耗分别为0.25d B、0.15d B;隔离度为42.6d B、48.4d B。进一步用Beam PROP软件分析了多模干涉耦合器的多模干涉耦合区长度及宽度对光隔离器性能的影响,分析了定向耦合器定向耦合区域两根波导的间隙、耦合区长度对光隔离器性能的影响。考察光隔离器的性能,根据以上两种方案设计的光隔离器具有以下优点:隔离度高、插入损耗小、可批量生产。

关键词：光隔离器非互易相移双波长多模干涉耦合器定向耦合器

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基于硅基的多模干涉型磁光隔离器的研究

基于硅基的多模干涉型磁光隔离器的研究

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作者：税科弋电子科技大学

学位级别：硕士

随着信息技术的不断发展,互联网-物联网不断地深入到人们的生活之中,高速、高带宽的光纤通信系统得到了广泛的研究。近年来,随着短距离、小尺寸系统间低能耗、高带宽数据互连的需求,硅光子技术发展迅速,光纤通信系统中的各类光学器件的... 详细信息

随着信息技术的不断发展,互联网-物联网不断地深入到人们的生活之中,高速、高带宽的光纤通信系统得到了广泛的研究。近年来,随着短距离、小尺寸系统间低能耗、高带宽数据互连的需求,硅光子技术发展迅速,光纤通信系统中的各类光学器件的硅集成化已经有了理论基础和实验验证。随着整个光学系统的集成化,需要一种集成光学器件放置在激光器之前,用于避免光的反射,防止噪声和频率漂移,保护激光器不被烧毁。这种器件呈现出对光正向通过,反向截止的特性,称为集成光隔离器。与广泛应用的单晶材料型的分立光隔离器相比,基于硅基集成的磁光波导隔离器具有非互易的特点和低成本、小体积、小损耗、高机械稳定性等优势,具有重要的研究价值。本文对基于硅基的多模干涉型(MMI)磁光隔离器进行了详细的研究,通过求解麦克斯韦方程组,研究了波导非互易相移与光波的模式的关系。我们采用有限元(FEM)仿真方法对波导的模式进行求解,并根据非互易相移理论设计出具有强NRPS效应的多模干涉型光波导。对于隔离器性能的仿真,我们通过耦合模理论计算出各模式的激发效率,再通过多模干涉理论求解整个MMI光隔离器的最终性能参数。最后,针对宽带器件的应用需求,我们对器件设计进行了改进,提出了宽带、和基于TE模式的多模干涉型(MMI)磁光隔离器的设计方法,并对器件的制备容差进行了分析。本论文基于具有纵向多模特征的光波导结构,提出一种小型化硅基多模干涉型(MMI)磁光隔离器设计方法,器件具有强非互易性,而器件长度较分立器件减小一个数量级,并具有宽带特性。在器件隔离带宽方面,定性地分析了影响器件隔离带宽的因素。本文提出的多模干涉型硅波导集成磁光隔离器件理论、设计和仿真方法对发展硅集成磁光隔离器件具有一定的指导意义。

关键词：光隔离器硅光子学非互易相移多模干涉

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硅基磁光波导的非互易性研究

硅基磁光波导的非互易性研究

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作者：李航天北京交通大学

学位级别：硕士

随着现代片上集成光学的发展,作为集成光系统中必不可少的非互易光波导迅速成为了研究热点,朝着更加小型化、集成化和智能化的方向发展。本文从磁光效应和磁光材料产生非互易性的物理本质出发,在非互易光波导的理论推导、数值计算以及... 详细信息

随着现代片上集成光学的发展,作为集成光系统中必不可少的非互易光波导迅速成为了研究热点,朝着更加小型化、集成化和智能化的方向发展。本文从磁光效应和磁光材料产生非互易性的物理本质出发,在非互易光波导的理论推导、数值计算以及仿真设计等方面开展了如下研究。1.推导了具有非互易特性传播特性的色散方程。首先从麦克斯韦方程出发,推导了在磁场作用下,旋磁和旋电两类磁光材料的磁导率和介电常数的非对称矩阵表示。应用这两类材料,研究了一种在硅和磁光材料界面处传播的非互易表面磁等离激元(Surface Magneto Plasmons,SMPs),发现在特定的频率范围内,基模和高阶模式的SMPs均具有一定的单向传播区域。所谓单向传播,即波导的一个方向可以通光,在另一传播方向该模式是截止的,即可以实现光隔离的功能。2.通过对色散方程进行数值计算,研究了单向传播模式的存在条件及带宽。通过数值计算色散曲线和磁光材料的能带结构,发现两类磁光材料在银-硅-磁光材料的平面波导结构中具有相似的特性,硅厚度的增加使高阶模式出现在频率更低的位置,压缩基模的单向传播区。外磁场的增大能够提高单向传播的频率,但也存在着引入高阶模式的问题。通过优化波导的结构参数,发现旋磁材料YIG的单向传播频段在GHz波段,最大隔离带宽达到2.45GHz,旋电In Sb的单向传播频段在THz波段,最大隔离带宽达到3.9THz,该方案在实现GHz和THz波段隔离上具有广阔的应用前景。3.仿真了一种跑道型磁光微环隔离器。由于基于直波导表面磁等离激元的隔离方案很难将隔离频段近一步提高,本文还通过仿真研究了一种基于磁光微环谐振腔结构,实现1550nm波段隔离的方案。推导了非互易相移效应及磁光微环的基础理论公式,优化了截面磁光材料的尺寸使非互易相移值达到6450deg/cm。通过仿真半径为50μm的跑道型磁光微环,发现施加40μm的Ce:YIG,该跑道型磁光微环能够在波长1542.53nm处达到20.4dB隔离度。

关键词：非互易性磁光隔离器表面磁等离激元单向传播模式非互易相移

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基于NPS的集成光学型光隔离器的研究

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电子测量与仪器学报 2004年第1期18卷 72-77页

作者：王巍兰中文王豪才重庆邮电学院电子科技大学微电子与固体电子学院成都610054

本文介绍了集成光学型光隔离器的两种构型 ,着重讨论了基于非互易相移 (NPS)的集成光学型光隔离器。对于构成集成光学型光隔离器的关键构件磁光波导的理论基础 ,数值计算及仿真进行了研究。

关键词：集成光学型光隔离器 NPS 非互易相移磁光波导数值计算

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