1 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051
2 中北大学 电子测试技术国家重点实验室, 太原 030051
提出并实现了一种可增强微球谐振腔热非线性效应的方法。通过在微球谐振腔表面涂覆低折射率紫外胶形成并制备了混合谐振腔。通过分析混合谐振腔结构的热光系数, 从理论和实验论证了混合谐振腔结构可获得更大的热非线性效应, 同时验证了混合谐振腔的品质因素对热非线性的影响。应用此混合谐振腔结构于温度传感实验, 结果表明通过增强方法制备的谐振腔其检测灵敏度提高了2.8倍。因此, 此方法在传感应用、生物化学检测、通讯等领域也有广泛的应用前景。
热非线性效应 回廊模 微球谐振腔 聚合物涂覆 thermal nonlinear effect whispering gallery mode microsphere resonator polymer coating 强激光与粒子束
2015, 27(2): 024126
刘耀英 1,2,3,*薛晨阳 1,2,3崔晓文 1,2,3崔丹凤 1,2,3[ ... ]李艳娜 1,2,3
1 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室
2 电子测试技术重点实验室
3 山西 太原 030051
设计了一种基于InP材料的纳米光栅耦合器, 运用FDTD算法分析了周期长度、刻蚀深度以及占空比变化时该光栅耦合器的耦合效率。计算结果表明, 周期长度为800 nm, 刻蚀深度为0.3 μm, 占空比接近0.5时, 耦合效率可以达到13％。本文所设计的光栅耦合器对构建基于InP材料的谐振腔、激光器和陀螺结构具有一定的理论指导意义。
InP材料 光栅 FDTD算法 耦合效率 indium phosphide material grating Finite difference time domain algorithm coupling efficiency
1 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
2 中北大学电子测试技术重点实验室，太原 030051
基于量子相干效应中的电磁诱导透明，设计了一种四环级联谐振腔结构，并对其产生的耦合诱导透明现象进行了理论分析.利用时域有限差分法和束传输法对结构的关键参量进行了仿真模拟，采用电子束光刻与感应耦合等离子刻蚀工艺相结合的方式完成了结构的加工制备.实验中利用垂直光栅耦合法对结构进行测试，测试结果表明：由于相消干涉，该结构可以引起一个狭窄的透明峰；每个环形腔之间相互干涉，产生了两个透射峰，从而实现对光传输的延迟，其中一个透射谱半高全宽为0.022 nm，对应的品质因数为0.72×105，且两个谐振峰之间的距离相隔0.084 nm.波导直通端与下载端的谐振谱线吻合，与理论分析相符.
光波导 色散 谐振诱导透明 四阶环形腔结构 品质因数 Optical waveguide Dispersion Coupled-Resonator-Induced-Transparency (CRIT) Fourth-order ring resonator Quality factor (Q)
1 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051
2 中北大学 朔州校区, 山西 朔州 036000
3 中北大学 电子测试技术国家重点实验室, 太原 030051
为在硅基光波导上实现类电磁诱导透明效应, 设计并加工了基于绝缘体上硅的串联双环结构.通过300℃到1 200℃热氧化退火、缓冲刻蚀液湿法腐蚀以及1 000℃高温氮气退火等波导结构的后期处理, 利用垂直光栅耦合的方式输入及输出信号, 观测到了类电磁诱导透明效应.分析了两环间不同间距对类电磁诱导透明效应的影响,结果表明: 工艺中单环Q值达到5.1×104, 类电磁诱导透明效应透明峰的带宽约为500 MHz.
集成光学 硅基光波导 热氧化退火 垂直光栅耦合 类电磁诱导透明 微环谐振腔 绝缘体上硅 Integrated optics Optical waveguides Oxidizing annealing Vertical grating coupling Electromagnetically Induced Transparency Ring resonator Silicon-on-insulator
1 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原 030051
2 中北大学 朔州校区，山西 朔州 036000
3 中北大学 电子测试技术国家重点实验室，太原 030051
针对高频电光调制器的应用需求，提出了一种基于绝缘体上硅微环谐振腔的PIN型电光调制器.利用散射矩阵法描述了微环谐振腔谐振特性机理，结合等离子体色散效应中载流子浓度对硅有效折射率变化的影响，系统分析了微环谐振腔电光调制器的理论模型.在此基础上，利用Rsoft仿真软件对脊型波导截面光场分布进行了仿真分析，得到了光场局域性能较优的脊型纳米波导微环谐振腔设计；结合Sentaurus TCAD仿真软件对不同掺杂浓度下的PIN型二极管性能进行了仿真计算，理论得出了Q值仅为5×103时频移量达58.74 GHz的微环谐振腔最优电光调制器结构，为电光调制器的深入研究提供了理论参考.
等离子体色散效应 微环谐振腔 电光调制器 脊型波导 PIN型二极管 Plasma dispersion effect Microring resonator Electrooptic modulator Rib waveguide PIN type diode
1 中北大学 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，太原 030051
2 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原 030051
为了实时获取化学战剂、大气污染物等待测物的光谱信息，设计了一种基于现场可编程门阵列实现单边干涉图光谱复原的高速数据处理系统。该系统采用将去直流、切趾，快速傅里叶变换、相位校正等光谱复原处理集成在一块现场可编程门阵列芯片内实现的方法，具有集成度高、速度快、成本低等优点。在ISE10.1开发平台上设计了数据处理系统硬件电路，通过WQF-520型傅里叶变换红外光谱仪采集干涉数据传给现场可编程门阵列进行处理，实验结果与MATLAB仿真结果比较，相对误差在1.2%以内。结果表明，该系统可正确复原光谱，适用于时间调制和空间调制的干涉式光谱仪系统。
光谱学 干涉条纹 频谱复原 现场可编程门阵列 spectroscopy interference fringes spectrum recovery field programmable gate array
