设计了一种具有内腔耦合层的850 nm液晶可调谐垂直腔面发射激光器(VCSEL)结构, 从而获得了更宽的波长调谐范围以及稳定的偏振模式输出。通过分析在不同液晶层厚度下, 两种偏振模式的共振波长以及对应的阈值增益的变化关系, 研究了液晶厚度影响可调谐VCSEL偏振模式和波长调谐的机理。此外, 通过优化半导体腔和液晶腔之间的耦合层结构, 使得基于液晶的可调谐VCSEL结构在实现稳定偏振模式输出的基础上具有更宽的波长调谐范围。结果表明, 耦合层结构的加入可以有效地增大液晶可调谐VCSEL的调谐范围, 最大达到41.1 nm。同时, 在连续的波长调谐过程中, 由于o光偏振模式始终处于受抑制状态, 因此液晶可调谐VCSEL可实现稳定的单偏振模式输出。

为了配合半导体波光器在偏振型光传感器中的应用, 采用高精度的恒温控制以及功率稳恒控制方法, 使用高稳定性的三极管2SC5551、高精度采集IDAQ6009、高稳定低振荡的MAX8521控制器、半导体制冷器等, 研制了一种偏振、波长与输出功率三个指标均稳定的半导体激光器。进行了理论分析和实验验证, 能够保证半导体激光器的输出波长控制精度在±0.01 nm, 驱动电流波动范围小于±0.05 mA, 输出偏振态稳定, 椭圆率为0.00(线性), 方向角波动范围小于0.1°。结果表明, 该激光器波长、功率、偏振态稳定, 保证了偏振型光传感器系统的稳定性和测量精度, 并且能够满足这类光传感器向智能化小型化的发展。

低频段厚度超薄的吸波片带宽很难展宽，为此设计了一种加载集总电阻的三方环嵌套吸波器，介质基板采用高介电常数的材料，从而实现在低频段的带宽展宽，并进行了理论分析与仿真。仿真结果表明，该吸波器吸波峰在1.33 GHz左右，在1.3~1.35 GHz有超过90%的吸收率，且极化不敏感，可实现宽入射角的吸波性能。最后，对介质的厚度、介电常数对吸波器性能的影响做了简要分析。