作者单位
摘要
1 哈尔滨工程大学机电工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001
3 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司工程技术部,黑龙江 哈尔滨 150066
针对水下光纤激光推进中存在的冲量耦合系数小、效果发散的问题,提出了用于提升水下光纤激光推进性能的短微腔结构。文中利用Fluent对添加微腔后水下光纤激光推进的结果进行了数值模拟,分析了矩形微腔结构的直径和长度对推进的影响,并在矩形微腔基础上提出U形微腔、双管微腔及含有阻塞结构的微腔。通过仿真得到了不同微腔对推力和冲量耦合系数的增大效果,证明了添加微腔可使水下光纤激光推进的冲量耦合系数得到103数量级的增大,并通过对比得出4种微腔结构中,双管微腔的结构形态对激光推进的性能提升影响最大,提升效果最好。
激光光学 水下激光推进 微腔结构 性能优化 冲量耦合系数 
光学学报
2024, 44(6): 0614001
钱一聪 1,2帅垚 2,3吴传贵 2,3罗文博 2,3[ ... ]张万里 2,3
作者单位
摘要
1 重庆邮电大学 光电工程学院, 重庆400065
2 电子科技大学 重庆微电子产业技术研究院, 重庆 401332
3 电子科技大学 电子科学与工程学院, 四川 成都 611731
该文研究了在超高性能声表面波(I.H.P. SAW)衬底上, 孔径总长对叉指末端具有能够抑制横向模态的小锤结构的谐振器性能。在衬底结构为Y 42°-钽酸锂(Y42°-LT)/SiO2/多晶硅(Poly-Si)/Si上, 通过建立对应的有限元三维仿真模型, 初步得出在小锤结构下孔径总长的增大能够抑制横向模态杂散的结论。绘制了周期T为1.44 μm、2 μm、2.56 μm下, 孔径总长为7.5T、10T、15T、20T、25T、32.5T、40T的单端口谐振器版图并进行流片。通过实测结果表明, 在不同周期下, 随着孔径总长的不断增加, 对谐振器横向模态的抑制会不断增强, 机电耦合系数也不断增加, 在孔径总长约为20T时阻抗比最高。仿真和实测结果体现了孔径总长对I.H.P. SAW谐振器的性能影响较大, 为应用于I.H.P. SAW滤波器中的高性能谐振器提供了设计指导。
谐振器 孔径长度 机电耦合系数 阻抗比 I.H.P. SAW I.H.P. SAW resonator aperture length electromechanical coupling coefficient impedance ratio 
压电与声光
2023, 45(3): 350
作者单位
摘要
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 611731
为了准确地设计声表滤波器, 需要从参考声表面波(SAW)谐振器的测量值中提取精确的材料参数。测量SAW谐振器时, 单个谐振器无法直接进行测试, 需要引出传输线并使用GSG或GS探针进行测量, 消除传输线影响的去嵌入过程对于SAW谐振器材料参数的准确提取非常重要。该文介绍了几种声表面波谐振器的去嵌入技术, 包括Open-Short算法、电磁仿真方法、分段等效电路模型方法、集**数等效电路法。通过实例验证了几种常用的去嵌方法并对其进行了分析。
去嵌入 SAW谐振器 机电耦合系数 等效电路 集**数法 de-embedding SAW resonator electromechanical coupling coefficient equivalent circuit lumped parameter method 
压电与声光
2023, 45(3): 342
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所 集成光电子国家重点实验室,北京 100083
2 河南仕佳光子科技股份有限公司 河南省光电芯片与集成重点实验室,鹤壁 458030
3 无锡芯光互连技术研究院有限公司,无锡 214000
推导了布拉格光栅三维耦合系数公式,构建了一种新型的波导型布拉格光栅三维数值模型,并基于此设计制备出一种基于SiO2平面波导结构的低耦合系数、窄线宽、高阶布拉格光栅。从理论设计和试验验证两方面系统分析了布拉格光栅刻蚀深度及占空比对光栅耦合系数和线宽的影响,并最终设计制备出了中心波长为1 554.053 nm,反射率为-8.5 dB,峰值半高宽为89 pm的SiO2波导结构布拉格光栅器件。本文设计制备的低耦合系数高阶布拉格光栅器件工艺简单,成本低,在滤波器、传感器及外腔窄线宽激光器领域中有广阔的应用前景。
平面光波导 二氧化硅 低耦合系数 高阶光栅 峰值半高宽 布拉格光栅 Planar lightwave circuit SiO2 Low coupling coefficient High-order grating Full width at half maximum Bragg grating 
光子学报
2023, 52(4): 0405001
作者单位
摘要
南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院, 江苏 南京 210009
现代科技的发展对高频声表面波(SAW)器件的需求不断增加, 对其工作频率也提出了更高的要求。为了提高SAW器件的频率, 该文构建了一种IDTs电极分层布局的器件模型, 即IDTs/AlN/IDTs/R-sapphire结构, 并采用有限元法分析其声学性能, 包括导纳、相速度、机电耦合系数等。结果表明, IDTs/AlN/IDTs/R-sapphire结构可激发出瑞利波, 且当AlN压电薄膜厚度hAlN=0.4λ(λ为器件周期), 水平中心距Pb=4 μm时, 其工作频率为692 MHz, 传统的IDTs/AlN/R-sapphire结构器件提高了近1倍(356 MHz), 而此时机电耦合系数K2为0.3%, 比传统结构高。另外, 通过优化IDTs电极的结构参数可进一步改善、调制瑞利波器件的性能。当IDTs的上层铜电极和下层铝电极厚度之比Δh=1.2, Pb=4 μm, hAlN/λ=0.5时, 瑞利波器件的谐振频率为657.9 MHz, K2=1.27%; 当Pb=6 μm时, 瑞利波的工作频率为461 MHz, 机电耦合系数达到最大(K2max=1.34%), 较传统IDTs单层布局结构瑞利波器件分别提升了30%和300%。结果表明, IDTs电极分层布局结构不仅可有效地提高SAW器件的工作频率和机电耦合系数, 也可以降低高频SAW器件的制备难度。
声表面波 叉指换能器 有限元分析 机电耦合系数 瑞利波 surface acoustic wave(SAW) interdigital transducer(IDT) finite element analysis electro-mechanical coupling coefficient Rayleigh wave 
压电与声光
2023, 45(1): 11
作者单位
摘要
长春理工大学光电工程学院,吉林 长春 130033
空间引力波望远镜的波像差与指向抖动耦合产生的远场相位噪声是引力波探测的主要噪声源。基于其产生的理论机制,建立了噪声耦合系数与望远镜像差间的函数关系,提出了控制特定像差的优化策略。结合望远镜设计实例验证了该方法对抑制远场相位噪声的效果,当波前质量水平为λ/20(λ=1064 nm)时,优化后的噪声耦合系数优于0.11 pm/nrad,较优化前降低了一个数量级,远优于指标要求,所提方法极大地提升了望远镜的远场相位稳定性。
激光光学 望远镜 空间引力波探测 远场相位 耦合系数 
光学学报
2023, 43(6): 0636001
作者单位
摘要
1 重庆大学 新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室,重庆 400060
2 中国电子科技集团公司第二十六研究所,重庆 400060
该文分别开发了两种基于AlN压电材料和原子数分数为10%的Sc掺杂AlN压电材料的薄膜叠层异质谐振器。通过有限元仿真和实验对比分析了器件的频率温度性能和Sc掺杂对谐振器声激励的影响。结果表明,Sc掺杂可能会影响压电薄膜叠层谐振器所激励声波的谐振频率、机电耦合系数和对应的频率温度系数(TCF),且对所激励声波的正反谐振点的TCF影响不同。此研究在传感及滤波器件领域极具应用潜力。
谐振器 声波激励 氮化铝钪 温度稳定性 机电耦合系数 resonator acoustic excitation ScAlN temperature stability electromechanical coupling coefficient 
压电与声光
2022, 44(5): 709
作者单位
摘要
航天工程大学 激光推进及其应用国家重点实验室,北京 101416
微纳卫星的飞速发展对微推力器的性能提出了更高的的要求。激光推进微推力器因其比冲高、推力控制精确、能耗低等特点,为微纳卫星提供了一种性能优异的微推力器选择方案。文中在透射式烧蚀模式下,研究了半导体激光器的激光功率密度和脉宽对激光烧蚀性能的影响。结果表明,在工质厚度为200 μm的工况下,随着激光功率密度的增加,单脉冲冲量和比冲都逐渐增大,而冲量耦合系数和烧蚀效率都存在一个最优值。随着激光脉宽的增加,单脉冲冲量逐渐增加,比冲呈现出先增大后减小的趋势,在250 μs时,比冲达到最大值,约为221.8 s;冲量耦合系数和烧蚀效率都随着脉宽的增大而减小;脉宽超过一定的临界值时,会对激光烧蚀工质的靶坑产生不良影响,使得激光能量和工质严重浪费。激光参数的优化对于激光推进微推力器的工程化应用提供了参考。
激光推进 比冲 冲量耦合系数 功率密度 脉宽 laser propulsion specific impulse impulse coupling coefficient power density pulse width 
红外与激光工程
2022, 51(6): 20210422
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Physics, Guru Nanak Dev University, Amritsar 143001 Punjab, India
2 Department of Chemistry, Guru Nanak Dev University, Amritsar 143001 Punjab, India
This work promotes the room temperature energy storage properties of the multiferroics. In this approach, impacts of PrFeO3 doping on PT-based solid solutions (Pb1xPrxTi1xFexO3, x = 0.21, 0.22, 0.23, 0.24, 0.25 and 0.26) have been explored. X-ray diffraction (XRD) patterns were used to estimate the crystallographic parameters, confirming the single phase tetragonal structure. The ferroelectric Curie temperature (TcFE) is observed to drop from 410 K to below room temperature as the Pr concentration increases. The ferroelectric P-E loops were used to determine the energy storage values at room temperature. The sample x = 0.24 achieved the maximum value of energy storage density of 362.25 mJ/cm3 with the efficiency of 40.5%. The ferroelectric P-E loops were used to determine the energy storage values at room temperature. The validity of magnetoelectric coupling in all samples was confirmed by magneto-dielectric studies and found that the sample x = 0.24 shows the maximum response with the coupling coefficient (γ) = 15.54 g2/emu2.This work promotes the room temperature energy storage properties of the multiferroics. In this approach, impacts of PrFeO3 doping on PT-based solid solutions (Pb1xPrxTi1xFexO3, x = 0.21, 0.22, 0.23, 0.24, 0.25 and 0.26) have been explored. X-ray diffraction (XRD) patterns were used to estimate the crystallographic parameters, confirming the single phase tetragonal structure. The ferroelectric Curie temperature (TcFE) is observed to drop from 410 K to below room temperature as the Pr concentration increases. The ferroelectric P-E loops were used to determine the energy storage values at room temperature. The sample x = 0.24 achieved the maximum value of energy storage density of 362.25 mJ/cm3 with the efficiency of 40.5%. The ferroelectric P-E loops were used to determine the energy storage values at room temperature. The validity of magnetoelectric coupling in all samples was confirmed by magneto-dielectric studies and found that the sample x = 0.24 shows the maximum response with the coupling coefficient (γ) = 15.54 g2/emu2.
Ferroelectrics energy storage multiferroics magneto-dielectric coupling coefficient 
Journal of Advanced Dielectrics
2022, 12(5): 2250012
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,等离子体物理重点实验室,四川 绵阳 621900
为探究Bragg光栅结构对TM模反馈特性的影响,利用有限时域差分法对具有TM模的分布反馈(DFB)量子级联激光器Bragg光栅结构进行仿真研究。重点分析了侧向耦合光栅的光学特性以及光栅侧壁倾角对光栅反射谱、损耗的影响及原因,并探究了光栅刻蚀深度及占空比与TM模的耦合系数、损耗的关系。结果表明有效折射率是影响Bragg波长的主要因素,而光限制因子是不同周期的侧向耦合光栅结构耦合系数产生巨大差别的原因,当光栅侧壁倾角90°时镜面损耗最小。光栅周期、占空比、刻蚀深度与耦合系数的关系表明:这些参数不仅影响光栅的相对介电常数,也会对光限制因子产生作用,从而影响耦合系数的大小;耦合系数与刻蚀深度具有正比关系,大周期光栅耦合系数随占空比的变化率较小。对光栅光反馈特性的理论研究有利于提升对DFB量子级联激光器的认识,促进激光器性能的提升和发展。
量子级联激光器 Bragg光栅 分布反馈 耦合系数 TM模 quantum cascade laser Bragg grating distributed feedback coupling coefficient TM mode 
强激光与粒子束
2022, 34(11): 111005

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