1 西华师范大学 物理与天文学院, 四川 南充 637009
2 西华师范大学 电子信息工程学院, 四川 南充 637009
液晶光波导本征模场分析的准确度直接影响到其器件的性能。采用了以下步骤去准确求解电介质张量沿着一个维度渐变的液晶光波导中的模场分布。考虑液晶场致重新取向的渐变特性, 对液晶的各向异性磁场耦合方程组进行了有限差分离散, 然后改进传统差分算符矩阵得到了能准确求解液晶光波导中模式的特征值方程。最后, 给出一个数值案例, 将求解结果与本征模内场分量间的耦合关系比较从而验证了该模解器的有效性。
渐变介电张量 液晶 光波导 模解器 graded dielectric tensor liquid crystal optical waveguide mode solver
1 西华师范大学 物理与天文学院, 四川 南充 637009
2 西华师范大学 电子信息工程学院, 四川 南充 637009
为了更准确地分析基于液晶光波导的电控偏振旋转器的偏振转换长度和偏振转换效率，研究了向列相液晶场致重新取向的渐变特性。首先，根据液晶磁场耦合方程组得出的本征值方程构建偏振转换长度与外加电压的对应关系。然后通过对电场传输方程进行横向有限差分离散得到了交替方向隐式束传播法迭代方程组的显式表达，用于求解液晶光波导中的传播场，进而计算偏振转换效率。最后，通过仿真实验求解了本征模式以及传播场，进而分析液晶指向矢的渐变特性对偏振转换长度和偏振转换效率的影响。结果表明，液晶指向矢的渐变对偏振转换长度的影响可以忽略，但其得出的最大偏振转换效率相较于液晶重新取向均匀的求解结果低大约20%。这一结果将为基于液晶光波导的电控偏振旋转器的实际开发提供理论参考。
液晶 光波导 偏振旋转器 电调谐 liquid crystal optical waveguide polarization rotator electric tuning
1 西华师范大学 物理与天文学院, 四川 南充 637009
2 西华师范大学 电子信息工程学院, 四川 南充 637009
液晶光波导的本征模场分析是其器件设计的基础与理论支撑, 模场分析的准确度直接影响到液晶光波导器件性能的好坏。为了准确分析液晶光波导中本征模场分量间的关系, 我们执行了以下步骤。首先, 根据麦克斯韦方程组推导出向列相液晶的磁场耦合方程, 然后得出非寻常光波本征模式的磁场分量间比值与指向矢旋转角间的定量关系, 并利用OptiBPM13.1进行数值仿真。仿真结果验证了场分量间比值与指向矢旋转角的正切函数互为相反数这一定量关系。根据这一关系, 可通过改变外加电压来控制液晶光波导中本征模场的横向磁场分量间的相对数量级, 进而实现非寻常光波所激励的偏振模式的转换。这一规律有助于推动基于液晶光波导的偏振旋转器和模式转换器的研究。
液晶 各向异性 光波导 本征模场 liquid crystal anisotropy optical waveguide eigenmode field
西华师范大学 电子信息工程学院, 四川 南充 637009
基于点光源照度函数测距原理, 提出了一种利用相对照度测距圆重叠区重心估计的定位方法。通过探测器与光源投影点的照度比来测量探测器与光源投影点之间的距离, 并建立以投影点为圆心的测距圆方程;将三测距圆的公共重叠区域的重心作为探测器位置的估计值, 求出该公共重叠区域重心位置即可实现定位;实验中以LED模拟点光源, 采用所提出的方法, 定位误差约为3.51cm。实验验证了本方法可实现快速、精确地室内定位。
应用光学 可见光通信 定位 照度函数 重心 applied optics visible light communication positioning illuminance function barycenter
1 西华师范大学 电子信息工程学院, 四川 南充 637002
2 电子科技大学 光电信息学院, 四川 成都 610054
为了降低电光相位编码器功率消耗和解决内部M-Z调制器一致性要求高的问题, 利用2个偏置M-Z调制器构成了用于电光模数转换的2-bits电光相位编码器。理论分析了偏置M-Z调制器实现2-bits电光相位编码的方法、特点和性能。仿真结果验证了采用偏置M-Z调制器构成的2-bits相位编码方法可行性, 并实现了对1 GHz模拟电信号的采样速率12 GSa/s模数转换。分析和仿真结果表明, 采用该方法对调制器一致性要求低, 对输入信号功率要求低于0.32 W。分析结果表明, 调制器直流漂移不影响最低位量化结果, 引起最高位量化结果的判决模糊低于3.8%。
集成光学 光电子器件 电光模数转换器 Mach-Zehnder调制器 integrated optics electro-optical device electronic-optical analog-to-digital converter Mach-Zehnder modulator
1 宽带光纤传输与通信教育部重点实验室 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都610054
2 西华师范大学 物理与电子学院, 四川 南充637002
利用两路平行的刻有长周期光栅(LPWG)波导间耦合的理论模型,研究了LPWG波导光滤波器,利用弱耦合实现高耦合效率和窄带滤波的方法,设计了一个窄带光滤波器。仿真结果表明,在1 530～1 560 nm范围,能实现单一的带通、带阻互补滤波输出,3 dB带宽为1 nm,耦合效率高达98%。
集成光学 光电子器件 光滤波器 长周期波导光栅 耦合模理论 仿真 integrated optics electro-optical devices optical filter long-period waveguide grating coupled-mode theory simulation.
电子科技大学光电信息学院，宽带光纤传输与通信教育部重点实验室，四川 成都 610054
利用半导体光放大器非线性偏振旋转效应实现全光采样具有采样速度高、输入抽运功率小的优点，为高速全光模数转换提供了可能途径。提出了半导体光放大器全光采样线性度和转换效率的表征方法，该方法利用传输曲线的多项式拟合函数表征采样系统，通过多项式的余弦代换和级数展开，得到全光采样线性度和转换效率与多项式系数的解析关系，从多项式系数直接计算线性度和转换效率。该方法无需复杂的傅里叶变换运算，其计算结果与傅里叶频谱分析结果吻合，可用于全光采样线性度和转换效率的精确表征，还可以拓展用于信号调制的非线性失真分析。
信号处理 全光采样 半导体光放大器 非线性失真 线性度
1 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
2 西华师范大学物理与电子信息学院, 四川 南充 637002
分析了利用光纤中的受激布里渊散射(SBS)相位共轭效应进行激光腔内调Q,产生ns量级脉冲激光的原理,并对利用该效应产生的激光脉冲波形和脉冲形成过程进行了数值模拟,得到的脉冲波形与SBS相位共轭反射率随时间变化曲线基本一致,表明利用光纤中的SBS相位共轭作用调Q具有可行性。据此,对采用单模光纤(SMF)作为SBS池的掺Er3＋调Q光纤激光器进行实验研究,当单模光纤长度为1.5 m时,在45 mW的抽运光功率下得到脉宽约2.6 ns,脉冲周期58.23 ns,平均功率7.35 mW的激光脉冲。进一步的研究表明：激光器中相位共轭镜的形成与SBS介质长度有关,SBS介质过长,斯托克斯线之间无固定的相位关系,不能形成相干叠加,SBS相位共轭腔不能形成; SBS介质过短,腔内正交偏振模光子寿命的改变使脉冲出现双峰现象。脉冲形成后其属性只与SBS动态属性有关。
激光技术 光纤激光器 调Q光纤激光器 受激布里渊散射 相位共轭
1 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
2 西华师范大学物理与电子信息学院, 四川 南充 637002
从光纤干涉环中受激瑞利散射(SRS)和光纤中受激布里渊散射(SBS)共同作用调Q的原理出发, 研究了光纤干涉环耦合比及环长对调Q光纤激光器输出激光特性的影响。分别采用耦合比为50:50,80:20,90:10的光纤干涉环在不同环长下搭建掺Er3+调Q光纤激光器进行实验。实验结果表明, 干涉环的耦合比和环长是影响输出激光特性的关键因素, 耦合率(～10%)的干涉环适宜产生脉冲激光, 具有高耦合比干涉环的光纤激光器只有连续激光输出; 环长根据干涉环耦合率 (～10%)在2 m附近调整可以获得理想脉冲激光输出, 环长过短时产生输出激光的弛豫振荡, 反之产生输出激光脉冲的分裂。采用耦合比为90:10,环长为2 m的光纤干涉环时, 在37 mW的抽运功率下获得脉宽7.2 ns,重复频率212.4 kHz,输出功率5.4 mW的脉冲激光, 脉冲波形较好, 峰值功率有～30%的波动。
激光技术 光纤激光器 调Q光纤激光器 受激布里渊散射 受激瑞利散射
