为实现输电线路上的多点电流监测,利用通信用普通单模光纤, 设计基于时分复用的多点式光纤环形腔结构电流传感器.多路传感系统共用一套光源、检测设备和数字信号处理系统, 在节约成本的同时,提高了利用率.实验中选用双路全光纤电流传感器结构, 在两个不同的点同时测量电流, 其中一测量点对0~600 A范围内的电流进行测量, 另一测量点对0~1 500 A范围内的电流进行测量.对实验数据进行线性拟合, 结果表明: 循环次数取8比较合适, 此时系统具有比取2时高约3~4倍的灵敏度; 两个测量点光信号的偏振态与电流之间有良好的线性关系, 两个传感单元的灵敏度不同, 而且相互之间没有串扰是各自独立的传感系统.

为了进一步探索用绝缘体上晶体硅制作的浅刻蚀脊形波导侧向泄漏损耗的规律, 提出并研究了一种非矩形截面浅刻蚀绝缘体上晶体硅脊形波导.用光的干涉理论建立该波导的周期性损耗模型并推导出损耗周期公式, 然后通过完美匹配层边界条件下的频域有限元法仿真观察该特殊波导类TM0模的侧向泄漏损耗周期的变化与最大损耗点的偏移现象.周期大小的仿真结果与理论计算符合度较高, 其平均相对误差仅0.56％.此外, 发现该类波导在某些沟槽宽度下可以通过改变截面来实现对类TM0模损耗从最大到最小的调节, 而在另外一些沟槽宽度下, 类TM0模损耗对截面变化不敏感.研究结果可以简化波导加工并提高制作容差, 为该类型波导的设计与制作提供参考.

提出了一种基于对称金属包覆波导结构的光学传感器, 利用该结构所激发的对导波层折射率虚部极其灵敏的超高阶导模为探针, 结合二苯碳酰二肼与六价铬离子的特异性显色原理, 对饮水中六价铬离子痕量进行探测.理论与实验结果表明, 该分析方法的检测极限是1μg/L, 达到了现行国际标准.该方法是一种需样少、耗时短、实时性好、稳定性高和价格低廉的在线检测方法.

设计和试制了一种基于石英材料的开放式光波导环形谐振器,器件设计采用数值仿真计算结合BPM仿真的手段。结合商用石英波导的常规参数,设计取环行波导的传输损耗和定向耦合器的耦合损耗分别为0.1 dB/cm和0.1 dB,谐振谱共振锐度的设计值为16.7。器件制备采用PECVD技术结合FHD技术的工艺,样品测试采用了0.1 nm 带宽的DFB激光,观察到了明显的谐振谱。

报道了在热扩散条件下两步离子交换玻璃光波导功分器的理论分析、样品制作和实验测试。为了便于定量分析,采用了一种上升反正弦S型分支光波导系统的物理模型,得到了在热扩散条件下两步离子交换光功分器波导区的归一化折射率分布和在不同交换时间所形成的玻璃波导折射率分布。在此基础上,设计和制作出第一步采用含Tl+纯熔盐Tl2SO4与玻璃含Na+进行离子交换形成表面下半圆形波导,再把该波导表面脱钛膜放入含Na+熔盐NaNO3中进行第二步离子交换形成掩埋式圆形波导光功分器,实现插入损耗为0.15 dB和分光比为50∶50的上升反正弦S型玻璃光波导功分器。

以光束传播法(BPM)分析马赫-陈德尔(Mach-Zehnder)型波导电光强度调制器的波导宽度、Y型分支角、调制电压等参量与器件特性之间的关系,有利于M-Z波导电光调制器的优化设计。

提出了交叉波导结构中的非线性全光开关设想。用光束传输法(BPM)，就自聚焦以及自散焦两种不同衬底材料波导，显示了全光开关的原理以及结构参量与开关特性之间的关系。