1 上海电力大学 电子与信息工程学院,上海 201306
2 中电科微波通信(上海)有限公司,上海 201802
为满足高速率无线通信对超宽带(UWB)传输的要求,该文设计了一种高隔离度超宽带多输入多输出(MIMO)槽天线。天线采用共面波导(CPW)馈电,印制在相对介电常数为4.4的FR4介质基板上。通过对天线地板切角,天线实现了良好的阻抗匹配。实测阻抗带宽为2.88~11.18 GHz,相对带宽达118.1%。为了降低耦合度,两个辐射单元间采用中和线结构,实现了天线的高隔离度。实验表明,在工作频带内,天线的端口隔离度大于20 dB,包络相关系数(ECC)小于0.002,分集增益(DG)大于9.996 dB,分集性能良好,该天线适用于超宽带无线通信系统。
超宽带天线 共面波导馈电 中和线 槽天线 高隔离度 MIMO天线 ultra wideband antenna coplane waveguide feed neutralization line slot antenna high isolation MIMO antenna
光子学报
2023, 52(11): 1106002
1 河南师范大学电子电气工程学院, 河南 新乡 453007
2 河南省光电传感集成应用重点实验室, 河南 新乡 453007
3 河南省电磁波工程院士工作站, 河南 新乡 453007
4 河南省增材智能制造工程实验室, 河南 新乡 453007
为了提高偏振分束器的消光比,提出了一种由混合等离子体水平狭缝波导(HSW)和氮化硅混合垂直狭缝波导(VSW)组成的双槽超紧凑偏振分束器(PBS)。同时,包层材料为二氧化硅,既能防止混合等离子体氧化,又便于与其他器件集成。采用有限元方法仿真HSW和VSW的模态特性。HSW和VSW波导在特定的宽度下TE偏振模式是满足相位匹配的,而TM偏振模式相位不匹配。因此,HSW波导中的TE模式与VSW波导发生强耦合,而TM模式直接通过HSW波导。结果表明:在1.55 μm的TE模式下,PBS的消光比(ER)为35.1 dB,插入损耗(IL)为0.34 dB,在TM模式下,PBS的ER和IL分别为40.9 dB和2.65 dB。所设计的PBS有100 nm的工作带宽,具有高ER,低IL的特点,适用于光子集成电路(PICs)。
光子集成电路 偏振分束器 双槽波导 photonic integrated circuits polarization beam splitter slot waveguides.
Author Affiliations
Abstract
1 College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China
2 Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Integration of the Ministry of Education, Nanjing University, Nanjing 210009, China
3 College of Science, Wuxi University, Wuxi 214411, China
Fluorescence detection is widely used in biology and medicine, while the realization of on-chip fluorescence detection is vital for the portable and point-of-care test (POCT) application. In this Letter, we propose an efficient fluorescence excitation and collection system using an integrated GaN chip consisting of a slot waveguide and a one-dimensional photonic crystal (1D PC) waveguide. The slot waveguide is used to confine the excitation light for intense light–sample interaction, and the one-trip collection efficiency at the end of slot waveguide is up to 14.65%. More interestingly, due to the introduction of the 1D PC waveguide, the fluorescence signal is directly filtered out, and the excitation light is reflected to the slot waveguide for multiple excitations. Its transmittances for the designed exciting wavelength of 520 nm and the fluorescent wavelength of 612 nm are 0.2% and 85.4%, respectively. Finally, based on numerical analysis, the total fluorescence collection efficiency in our system amounts to 15.93%. It is the first time, to our knowledge, that the concept of an all-in-one-chip fluorescence detection system has been proposed, which paves the way for on-chip fluorescence excitation and collection, and may find potential applications of miniaturized and portable devices for biomedical fluorescence detection.
fluorescence slot waveguide photonic crystal on-chip Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 101203
1 西安文理学院信息工程学院, 陕西 西安 710065
2 西安交通大学 电子与信息学部微电子学院, 陕西 西安 710049
3 西安交通大学 西安市微纳电子与系统集成重点实验室, 陕西 西安 710049
提出一种基于缝隙波导的可分离且可同时测量接触电阻和无源互调(PIM)的电接触 PIM测试方法, 并在此基础上研究了金属接触 PIM的统计行为。通过接触样品的表面形貌和成分表征, 确定了铝合金和镀银铝合金待测件表面存在的氧化膜是产生 PIM的主要原因; 在几种不同压强下利用四线法多次重复加载后, 测量了接触电阻并获得了其统计规律; 利用设计的缝隙波导工装测试了铝合金和镀银铝合金金属接触界面接触电阻、 PIM和接触压力之间的关系。实验结果表明, 在特定压力下的接触电阻具有统计分布特性, 其 PIM值也随之具有波动性; 随着接触压力的增大, 接触电阻与 PIM值总体上都呈现下降的趋势, 且波动范围随之减小。
接触电阻 缝隙波导 统计分布 无源互调 微凸体 contact resistance slot waveguide statistical distribution Passive Intermodulation asperities 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(3): 278
1 武汉大学水 资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉 430072
2 中国水利水电第七工程局,成都 610000
坝肩槽边坡保护层的开挖质量和进度控制对实现水利工程的安全高效施工具有重要的意义。针对坝肩槽边坡保护层爆破开挖,考虑保护层多轮廓、多倾角、高开挖质量要求等特点,提出了一种炮孔三维自适应布置算法,建立了基于该算法的三维几何计算模型,利用C#WinForm实现了人机交互操作界面设计,开发了炮孔三维自动布置系统。系统通过协调保护层顶部、底部、侧面开挖轮廓面内炮孔的二维布置,采用偏移轮廓线的方法确定各轮廓面内的炮孔排间关系,实现了炮孔的三维自动布置,有效地解决了复杂轮廓情况下坝肩槽边坡保护层爆破开挖轮廓孔的自适应布置问题,以及开挖边坡坡度较缓情况下炮孔底端未落在底部开挖面时的主爆孔布置问题。工程实例的设计结果表明:应用该系统能够自动、快速、高效地完成坝肩槽边坡保护层的炮孔布置。
坝肩槽 边坡 保护层 爆破设计 系统开发 abutment slot side slope protection layer blasting design system development
南京邮电大学 电子与光学工程学院、微电子学院, 南京 210023
设计了一种CPW馈电的平面宽缝天线。采用Koch分形技术拓宽了天线的带宽,使用HFSS软件对CPW馈电线和矩形匹配枝节的尺寸和位置进行了优化设计。对制作的宽缝天线进行了回波损耗、方向图和增益的测试。测试结果表明,天线的带宽达到14~5.8 GHz,带内增益波动小于3 dB。该天线系统的研究在功率检测、5G通信、雷达系统等领域有较强的拓展性和应用前景。
宽频带 缝隙天线 Koch分形技术 broadband slot antenna CPW CPW Koch fractal technology
1 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, School of Electronics, Peking University, Beijing 100871, China
2 Frontier Science Center for Nano-Optoelectronics, Peking University, Beijing 100871, China
3 Peking University Yangtze Delta Institute of Optoelectronics, Nantong 226010, China
4 Peng Cheng Laboratory, Shenzhen 518055, China
Silicon photonics Slot-strip convertor Multimode interference (MMI) Polarization-insensitive Frontiers of Optoelectronics
2022, 15(1): s12200
1 桂林电子科技大学信息与通信学院,广西 桂林 541004
2 广西无线宽带通信与信号处理重点实验室,广西 桂林 541004
针对跨介质无线通信信道的约束影响,依据大气与海洋环境通信特点,提出一种利用激光诱导声波实现跨介质的跳时隙脉冲位置调制(PPM)水下通信的信号传输方法。研究光声效应机理,分析激光声源在水下的时频特性,采用无线光通信与水声通信技术的融合机制,合理选择跳时隙类型组合编码调制,有效提高信息传输可靠性及安全性。基于脉冲激光声源建立空中到水下的跳时隙PPM通信链路,通过现场可编程门阵列(FPGA)完成编解码,实现了字节组帧的信息传输测试。实验测试结果证明:以脉冲激光作用水介质激发的声波通信,可进行远程指定水域的激光致声控制,将光视距通信转换为水下任意位置目标通信,大大提高了通信作业的灵活性和主动性,可用于空中到水下的跨介质通信。
激光光学 光声效应 激光诱导声波 跳时隙 字节组帧 导频码 中国激光
2022, 49(18): 1806002