1 北京科技大学计算机与通信工程学院, 北京 100083
2 北京市融合网络与泛在业务工程技术研究中心, 北京 100083
利用有限元法研究了弱耦合偏芯少模光纤高阶模式的模场特性、隐失场特性及弯曲损耗。分析了光纤参数对相邻模式之间最小有效折射率差的影响,并对偏芯光纤进行优化,使其支持10个线偏振模式且满足弱耦合条件;此外,研究了波长为1550 nm条件下,10个线偏振模式的功率分布和弯曲损耗。研究结果表明,在整个C波段,相邻模式之间最小有效折射率差均大于10 -4;且该光纤在高阶模态下表现出更强的隐失场强度、更高的传感灵敏度和更大的弯曲损耗,同时可以区分特定的弯曲方向。这些研究结果对于提高传感器灵敏度有潜在的应用价值。
光纤光学 少模光纤 偏芯结构 隐失场 传感 光学学报
2020, 40(24): 2406001
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory for Physical Electronics and Devices of the Ministry of Education & Shaanxi Key Laboratory of Information Photonic Technique, School of Electronic Science and Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
2 e-mail: jxfang@mail.xjtu.edu.cn
Two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenides (TMDs) attain increasing attention due to their exceptional nonlinear optical efficiencies, which hold promising potential for on-chip photonics and advanced optoelectronic applications. Planar TMDs have been proven to support orders-higher third-order nonlinear coefficients in comparison with common nonlinear materials. Interestingly, stronger light–matter interaction could be motivated when curved features are introduced to 2D TMDs. Here, a type of inorganic fullerene-like nanoparticles is chemically synthesized using hard mesoporous silica. By using the spatial self-phase modulation (SSPM) method, the nonlinear refractive index and third-order susceptibility are investigated in the visible range. It is found that and , two orders higher than the counterparts of planar structures. Our experimental findings provide a fresh thinking in designing nonlinear optical materials and endow TMDs with new potentials in photonic integration applications.
Photonics Research
2020, 8(12): 12001881
Author Affiliations
Abstract
Laboratory of Biomedical Microsystems and Nano Devices, Bionic Sensing and Intelligence Center, Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences, Shenzhen 518055, China
Bio-imaging generally indicates imaging techniques that acquire biological information from living forms. Recently, the ability to detect, diagnose, and monitor pathological, physiological, and molecular dynamics is in great demand, while scaling down the observing angle, achieving precise alignment, fast actuation, and a miniaturized platform become key elements in next-generation optical imaging systems. Optofluidics, nominally merging optic and microfluidic technologies, is a relatively new research field, and it has drawn great attention since the last decade. Given its abilities to manipulate both optic and fluidic functions/elements in the micro-/nanometer regime, optofluidics shows great potential in bio-imaging to elevate our cognition in the subcellular and/or molecular level. In this paper, we emphasize the development of optofluidics in bio-imaging, from individual components to representative applications in a more modularized, systematic sense. Further, we expound our expectations for the near future of the optofluidic imaging discipline.
Photonics Research
2019, 7(5): 05000532
1 厦门大学 萨本栋微米纳米科学技术研究院, 福建 厦门 361005
2 厦门大学 航空航天学院, 福建 厦门 361005
3 厦门大学 物理科学与技术学院, 福建 厦门 361005
化学机械抛光(Chemical & Mechanical Polishing,CMP)工艺已运用于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)中, 并逐渐成为研制高品质微纳器件不可或缺的一道关键技术。区域压力调整、抛光终点检测等技术已经引入到CMP工艺, 确保片内不均匀性(Within-wafer Nonuniformity, WIWNU)小于5%, 同时有效减小“蝶形”和“腐蚀”等抛光缺陷。CMP在MEMS领域中的运用工艺过程更为复杂, 抛光对象更为多元, 表面质量要求更高。结合硅、介质层、石英、锗、铂和聚合物等自行开发的CMP工艺以及抛光后清洗处理, 详细讨论和阐述CMP工艺如何运用于MEMS领域。实验结果表明, 采用CMP工艺, 结合抛光液改进和兆声清洗, 不仅可以实现薄膜的全局平坦化, 而且可以获得高品质的超薄基底、无损的硬质应变薄膜和用于低温直接键合的表面粗糙度小于0.5 nm键合表面。CMP 技术是研制高品质的可应用于MEMS 器件的基底和薄膜的有效手段。
化学机械抛光 微机电系统 区域压力调整 终点检测 表面粗糙度 Chemical & Mechanical Polishing(CMP) MEMS adjustment of zone backing pressure end point detection surface roughness
哈尔滨工程大学 自动化学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
针对水下潜航器惯导系统的定位误差积累和容错性差等问题, 分析了水声超短基线的相位差定位方法, 推导了基于惯导提供实时位置、姿态误差角信息的惯导/超短基线（INS/USBL）导航解算过程及其坐标转换。结合惯导/ 多普勒测速（INS/DVL）滤波器, 给出INS/USBL/DVL组合导航联邦滤波在3种信息融合算法下的应用。通过MATLAB仿真对导航算法进行了验证, 结果表明该导航算法能够抑制惯导系统误差随时间发散的问题, 能充分利用了3种导航系统提供的参数信息, 且状态维数低, 滤波收敛速度快, 其中基于精度因子信息分配方法的导航系统误差最小。容错性验证结果显示, 当超短基线出现故障时, 重构后的组合导航系统在较高航速情况下依旧能提供有效的导航参数。所提出的INS/USBL/DVL组合导航联邦滤波方法能够精确地提供水下潜航器的各位导航参数信息, 且具有较高的容错性和稳定性。
组合导航算法 惯性导航系统 超短基线定位系统 多普勒测速 联邦滤波 integrated navigation algorithm inertial navigation system Ultra Short Base Line（ USBL ）system Doppler Velocity Log（DVL） federated filtering
Author Affiliations
Abstract
We design custom-shaped modes for a sixfold symmetric photonic quasi-crystal fiber (PQF), an optical fiber with a sixfold symmetric quasi-periodic array of air holes in the cladding region. The supermodes of the PQF are calculated by the finite element method, and the coupling of an in-phase supermode for the quasi-periodic optical fiber is numerically optimized to obtain identical values. The optimization is guaranteed by the selection of appropriate PQF design parameters. The eigenvalue equation associated with a seven-core PQF is derived from a coupled mode equation. We realize mode shaping and provide the far-field distribution mode of PQFs. The results are beneficial for the structural design and uniform distribution of the in-phase supermodes of PQFs.
060.4005 Microstructured fibers 060.2280 Fiber design and fabrication 060.2430 Fibers, single-mode Chinese Optics Letters
2013, 11(8): 080606
1 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广州 510640
2 江门奥伦德光电有限公司,广东 江门 529000
InGaN系绿光LED的量子阱结构具有较高的In含量, InN与GaN之间较大的晶格失配度使得绿光器件的量子限制Stark效应更显著。对内建电场的屏蔽可以有效提高载流子的辐射复合效率。论文探讨了绿光多量子阱中垒层的Si掺杂对绿光器件性能的影响。研究发现, 多量子阱中垒层适度Si掺杂(3.4×1016cm-3)可以改善多量子阱结构界面质量和In组分波动, 在外加正向电流的作用下更大程度地屏蔽极化电场; 同时, 还能够增强电流的横向扩展性, 提高活化区的有效发光面积。然而, 多量子阱中垒层的过度Si掺杂对于绿光LED器件的性能带来诸多的负面影响, 比如加剧阱垒晶格失配、漏电途径明显增加等, 致使器件光效大幅度降低。
绿光LED 多量子阱 Si掺杂 量子限制Stark效应 green LEDs InGaN InGaN MQWs Si-doping QCSE
燕山大学 电气工程学院, 河北 秦皇岛 066004
设计了几种在较宽的通信区域色散平坦的准光子晶体光纤(PQF), 借助于全矢量有限元法, 分别研究了基于双包层结构的2种准晶格光子晶体光纤的色散特性。数值模拟结果指出: 对于PQF1, 通过合理选择结构的参数, 在光通信窗口1.45~1.65 μm的范围内准光子晶体光纤的色散数值可以控制在-2.41±0.28 ps/(km·nm)。小幅度增大孔间距, 可在1.350~1.736 μm的较宽波长范围内得到一条近零平坦色散曲线, 其色散值|D|可以控制在1 ps/(km·nm)左右, 达到-0.45~0.57 ps/(km·nm)。对于PQF2, 在1.45~1.68 μm的范围内其色散值可以控制在4.795±0.355 ps/(km·nm)。
光纤光学 平坦色散 有限元法 准光子晶体光纤(PQF) fiber optics flattened dispersion finite element method photonic quasicrystal fibers(PQF)
1 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广州 510640
2 江门市奥伦德光电有限公司, 江门 529000
InGaN绿光LED的量子阱结构具有较高的In含量, InN与GaN之间较大的晶格失配度使得该结构的稳定性下降。由于量子阱结构生长完成之后的p型GaN的生长温度要远高于量子阱结构生长温度, 因此, p型GaN的生长过程对多量子阱质量有重大影响。论文探讨了p型GaN的生长温度与厚度对绿光LED的材料结构及器件性能的影响。研究发现, p-GaN过高的生长温度和过大的厚度都能加剧多量子阱结构中In组分的波动, 使得发光峰宽化, 同时降低绿光量子阱的发光效率。论文据此提出了优化的p型GaN生长温度与厚度, 探讨了量子阱保护层对InGaN绿光LED性能的影响, 该结构有利于增强绿光LED发光波长的稳定性。
绿光LED p型GaN 外延生长 X射线衍射 InGaN InGaN green LED p-GaN epitaxial growth X-ray diffraction
应用便携式近红外光谱分析仪对112个柑桔进行无损检测, 运用主成分正交信号校正、 加强正交信号校正结合广义回归神经网络的方法分别建立柑桔酸度定量分析模型。 结果表明: 采用EOSC方法能够使模型具有良好的预测能力并能够防止对数据造成过度校正。 EOSC柑桔酸度模型校正集相关系数Rc=0.888 0, 预测集相关系数Rp=0.885 6, RMSEP=0.081 65。 研究结果表明EOSC预处理方法结合广义回归神经网络可以用于柑桔样本的酸度测定。
近红外光谱 柑桔 酸度 主成分正交信号校正 加强正交信号校正 Near infrared spectroscopy Orange Acidity PCOSC EOSC 光谱学与光谱分析
2012, 32(7): 1931
