提出了一种以集成光学声光可调谐滤波器作为分光元件的新型光谱仪,并详细介绍了这种光谱仪的具体特性。通过对这种光谱仪的特征方程、点扩展函数以及色散本领的详细分析,指出该光谱仪的分辨本领与器件的声光作用长度成正比,也与它的级联级数的平方根成正比。因此增加器件的声光作用长度比增加它的级联级数能更有效地提高光谱分辨率。另外还指出,准共线声光耦合是抑制侧瓣、提高分辨本领的有效途径。测试表明,当声光相互作用长度L=25 mm,声波导和光波导的夹角θ=0.42°时,在中心频率174 MHz附近可获得带宽1.44 nm,一级侧瓣-13.2 dB,模式转换效率大于99%的结果。

研制成功一种基于集成光学声光可调谐滤波器(IAOTF)的新型近红外光谱仪.从理论上分析了这种光谱仪的特征方程及分辨率,然后用三个中心波长不同的分布反馈式(DFB)激光器的耦合光源进行了发射光谱的实验测量,最后通过傅里叶逆卷积的方法进行了光谱数据的恢复工作,从而进一步将该光谱仪的分辨本领提高到 0.6 nm.

提出了一种新型的宽带声光表面波叉指换能器(SAW-IDT), 该换能器应用双梯形倾斜电极,可对单梯形倾斜电极IDT通带的高频成分进行补偿,使通带更宽更平直,并无需外补偿网络.通过计算机模拟得出IDT的优化高频补偿因子ρ=0.12及其他的优化参数.该器件以Y切X传Ti扩散LiNbO3作为光波导,以～150 nm厚的SiO2/In2O3薄膜作为声波导,声孔径W0=110 μm,叉指对数N=9.IDT的中心频率为187.7 MHz,Bragg声光带宽为55.3 MHz,通带斜率为0.00,通带凹陷深度<1.0 dB.当模转换效率为99%时,测得射频(RF)驱动功率为45 mW,该器件可望作为1.15～1.65 μm红外频谱分析仪的分光器件.

根据双模干涉理论分析了集成光学反射镜的原理，并用光束传播法(BPM)计算了反射镜的反射特性以及对波长变化的适应性,通过对反射镜的结构参数进行优化，设计了一种与偏振无关的反射镜，其反射比大于20 dB(99%)。实际制作了这种反射镜，实验测量表明，TE/TM模的反射比均在18.5 dB以上。

声光可调谐滤波器(AOTF)是波分复用(WDM)网络中的关键器件之一,它的一个重要技术指标是中心波长的稳定性。针对以LiNbO3为基底的集成光学AOTF,从理论上分析了它的中心波长随温度的漂移,计算表明该漂移值达0.8 nm/℃。设计制作了一套高性能的比例、积分、微分(PID)温度控制系统,实际测定了AOTF系统的温度特性。结果表明,理论计算和实验完全一致。利用这套系统,成功地将AOTF的温度控制在±0.1℃,将中心波长的漂移控制在±0.08 nm的范围内,保证了器件在光纤通讯系统中的实际应用。

提出了一种新型的可调谐光纤激光器,其谐振腔是由声光可调谐波长滤波器(AOTF)和掺铒光纤构成的Fabry-Perot腔.该激光器具有调谐方便,调谐速度快和调谐范围大的优点.在忽略激发态吸收和放大的自发辐射情况下,对该激光器的线宽和调谐特性以及阈值抽运功率和斜率效率进行了理论计算.在中心工作波长1550 nm处,得到输出峰值的半极大值线宽(FWHM)约为0.26 nm,并且在1550 nm附近,声波频率每改变1 MHz所调谐的峰值波长间隔约为8.95 nm.理论上,调谐范围只受掺铒光纤增益和滤波器带宽的限制.计算结果表明,该激光器的阈值抽运功率和斜率效率分别为0.795 mW和15.15%.

集成光学声光可调谐滤波器(Integrated Acousto optic Tunable Filter，IAOTF)的滤波特性对外界环境温度的变化特别敏感，因此可以将声光可调谐滤波器(AOTF)滤波特性的中心频率的变化作为已知条件，反过来判断外界环境温度的变化。利用这一思想，制成了基于集成光学声光可调谐滤波器的温度传感器。这种新型的温度传感器测温范围在-40℃到150℃之间，精度能达到0.001℃，更重要的是能做成分布型的温度传感器组，进行远程集中监控，这些优点使得这种新型的温度传感器在高精度和分布式温度传感领域具有重要的应用价值。

分析了两级串联马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉型奇偶交错滤波器(Interleaver)的透过率函数.理论上采用梯形波近似的方法,利用傅里叶级数展开的方法选取适当的参数,可得到输出波形通带平坦,阻带加宽的滤波器,其输出稳定性和隔离度均得到了提高.通过实验所得的结果与理论相吻合.

提出了一种新颖的单纵模、单偏振的可调谐掺铒光纤激光器结构.使用准共线型声光可调谐滤波器作为调谐元件.利用饱和吸收效应在未泵浦低掺铒光纤中形成自写入瞬态光栅,用以压窄输出激光的线宽,并且有效地防止跳模.理论计算表明:当泵浦功率为100 mW时,激光器的输出功率可达5.5 mW,输出线宽在10-4 nm 量级.这些数据对后续的实验研究有指导作用.

随着波分复用技术的日趋实用化,波长可调谐激光器作为实现WDM系统的必要器件,优化 其性能,简化其结构有着重要意义。结合掺铒光纤放大器、不依赖于偏振的声光可调谐滤波器等器 件, 提出一种新型的线性腔波长可调谐掺铒光纤激光器结构。从理论上,详细地分析了这种激光器 的输出特性, 以及影响激光器输出特性的因素。在此基础上,提出改善激光器性能的方法。