带状电子注驱动的准光谐振腔回旋管

回旋管作为一种重要的真空电子源,能够在毫米波和太赫兹频段生成高峰值以及高平均功率的电磁辐射,在波谱学、雷达、通信、生物医学等领域具有广泛的应用前景。传统的回旋管将不可避免地面对激烈的模式竞争问题,引入准光谐振腔将有望大大减小模式竞争的激烈程度。本文基于电子回旋脉塞理论,将准光谐振腔及带状电子注进行结合,以期实现更高的输出功率及效率。仿真结果表明,在电子电压为40 kV,背景磁场为8.4 T时,设计的准光回旋管能在220 GHz频点处产生6.1 kW的输出,电子效率达到6.1%且在一段时间内能稳定运行。本文结构将可能为高频段乃至高次谐波工作的回旋管设计提供全新方案,从而进一步用于通信、雷达等领域。

共焦柱面准光谐振腔回旋管研究

推导了共焦柱面准光波导的传输方程,对采用共焦柱面准光腔作为谐振腔的准光腔回旋管进行了理论研究,数值计算结果与实验结果相吻合。结果证明,共焦柱面准光波导的模式间隔度大,通过调节镜面宽度可调节腔内各模式的衍射损耗,使腔体内仅有TE0n模式可稳定存在,进而提高波导内工作模式的分割度。利用共焦柱面准光谐振腔替代传统回旋管的圆柱波导谐振腔,可大大降低回旋管中的模式竞争问题。在该结构中,n=1,3,5模式可有效地实现二次谐波工作。

一种同时具有高消光比和低插入损耗的新型谐振腔增强型光调制器的理论分析

提出了一种新型的谐振腔增强型(RCE)光调制器结构,该器件采用双腔混合式结构.理论分析表明这种新型谐振腔增强型光调制器在保留了谐振增强作用的同时,还结合了非对称结构和对称结构谐振腔增强型光调制器的性能优势,因而更易同时获得高消光比和低插入损耗.该新型器件在一定的调制电压下还可获得较大的反射率差.

高速长波长谐振腔增强型光探测器的瞬态性能研究

基于谐振腔增强型(RCE)光探测器的实际设计和制作模型,提出了综合器件的隔离层及器件的串联电阻、结电容等参数的高速长波长RCE光探测器的瞬态响应特性的表达式,包括器件的冲击响应、阶跃响应和脉冲响应。从理论上详细地研究了高速长波长RCE光探测器的瞬态响应特性,最后给出了不同器件结构参数的计算结果。

一种新型谐振腔增强型光调制器结构的研究

提出了一种新型谐振腔增强型(RCE)光调制器结构,它由一个对称型谐振腔增强型光调制器和一个高反镜所构成。利用传输矩阵法对该器件的插入损耗及临界吸收厚度进行了模拟分析,并同传统谐振腔增强型光调制器的相关性能进行了比较。分析结果表明,这种结构解决了传统谐振腔增强型光调制器的临界吸收厚度与插入损耗之间相互制约的矛盾,可同时获得低临界吸收厚度和低插入损耗。

基于串联哑铃型微环谐振腔的二维相干光码分多址编解码器

利用微环谐振腔阵列进行光码分多址编解码过程中,微环谐振腔反射谱的自由频谱宽度(FSR)范围制约该系统用户容量的提升.本文提出了一种新型的基于游标效应的串联哑铃型微环谐振腔光编解码器.利用Matlab建立了半径分别为40μm-30μm-40μm的哑铃型微环谐振腔光编解码器模型.详细分析了光反射谱伪模抑制与耦合系数的关系,研究了耦合系数、码片速率对串联哑铃型微环谐振腔光编解码器性能的影响.结果表明,与半径分别为40μm-40μm-40μm的传统串联微环谐振腔编解码器相比,哑铃型微腔编解码器FSR值扩大了4倍.理想情况下,用户容量可呈指数增长.同时,互相关峰值比(P/W)与自相关峰值旁瓣比(P/C)分别提高了约33%和8%.

谐振腔增强型光探测器的优化设计

在光通信系统中,量子效率和响应速率是光电探测器的2个重要的参数,要获得高的量子效率就必须增大吸收层的厚度,而增大吸收层的厚度将导致载流子渡越时间的延长,从而使响应速率下降.谐振腔增强型光探测器(Resonant Cavity Enhanced Photo Detector,简称REC)可以有效地解决量子效率与响应速率之间相互制约关系.笔者从实际的长波长RCE出发,充分考虑器件制备的工艺难度,综合分析其各方面因素,并对器件整体设计进行优化.

双共焦波导结构二次谐波太赫兹回旋管谐振腔设计

准光共焦波导具有功率容量大、模式密度低的特点,能够有效地减少模式竞争对回旋管互作用的影响,有利于高次谐波太赫兹回旋管的设计.为提高太赫兹准光回旋管的互作用效率,在共焦柱面波导的基础上,研究了一种新型高频互作用结构——双共焦波导结构,设计了一种330 GHz二次谐波双共焦结构回旋管谐振腔并对其进行了理论分析和粒子模拟.研究结果表明,双共焦谐振腔中的高阶模式能够与高次电子回旋谐波发生稳定的相互作用,并且没有模式竞争现象,具备工作在太赫兹波段的潜力.相比普通共焦波导谐振腔,双共焦谐振腔能够增强准光回旋管的注波互作用强度,提高回旋管的输出功率和工作效率.此外,结果还表明双共焦波导中的电磁波模式是一种由两个独立的共焦波导模式叠加而成的混合模式.利用这种混合模式有望实现太赫兹回旋管的单注双频工作,为新型太赫兹辐射源的研究提供了新的途径.

激光之父:1964年诺贝尔物理学奖得主汤斯博士——深切缅怀汤斯教授逝世1周年(四)

美国实验和理论物理学家、发明家和教育家查尔斯·汤斯是微波激射器(Maser)的主要发明者和激光器(Laser)的先驱者之一,与前苏联(现俄罗斯)物理学家和微波波谱学家巴索夫以及普罗霍罗夫分享1964年诺贝尔物理学奖,还与多人共享"激光之父"之美誉。激光技术是20世纪人类的重大技术发明之一,为了纪念汤斯教授逝世1周年并寄托笔者的深情哀思,特撰写出此长文。笔者在此全面介绍了汤斯教授的生平与家庭成员;主要学术成就与贡献;与中国的渊源以及所获雅称、奖项与荣衔,重点梳理出激光技术波澜壮阔发展历程的整个脉络和概貌,还顺便简介了并非激光器的半导体发光二极管(LED)的发展概况,简明扼要地阐述了诺贝尔自然科学奖中与激光技术密切相关的有关情况。

激光之父:1964年诺贝尔物理学奖得主汤斯博士——深切缅怀汤斯教授逝世1周年(三)

美国实验和理论物理学家、发明家和教育家查尔斯·汤斯是微波激射器(Maser)的主要发明者和激光器(Laser)的先驱者之一,与前苏联(现俄罗斯)物理学家和微波波谱学家巴索夫以及普罗霍罗夫分享1964年诺贝尔物理学奖,还与多人共享"激光之父"之美誉。激光技术是20世纪人类的重大技术发明之一,为了纪念汤斯教授逝世1周年并寄托笔者的深情哀思,特撰写出此长文。笔者在此全面介绍了汤斯教授的生平与家庭成员;主要学术成就与贡献;与中国的渊源以及所获雅称、奖项与荣衔,重点梳理出激光技术波澜壮阔发展历程的整个脉络和概貌,还顺便简介了并非激光器的半导体发光二极管(LED)的发展概况,简明扼要地阐述了诺贝尔自然科学奖中与激光技术密切相关的有关情况。

激光之父:1964年诺贝尔物理学奖得主汤斯博士——深切缅怀汤斯教授逝世1周年(二)

美国实验和理论物理学家、发明家和教育家查尔斯·汤斯是微波激射器(Maser)的主要发明者和激光器(Laser)的先驱者之一,与前苏联(现俄罗斯)物理学家和微波波谱学家巴索夫以及普罗霍罗夫分享1964年诺贝尔物理学奖,还与多人共享"激光之父"之美誉。激光技术是20世纪人类的重大技术发明之一,为了纪念汤斯教授逝世1周年并寄托笔者的深情哀思,特撰写出此长文。笔者在此全面介绍了汤斯教授的生平与家庭成员;主要学术成就与贡献;与中国的渊源以及所获雅称、奖项与荣衔,重点梳理出激光技术波澜壮阔发展历程的整个脉络和概貌,还顺便简介了并非激光器的半导体发光二极管(LED)的发展概况,简明扼要地阐述了诺贝尔自然科学奖中与激光技术密切相关的有关情况。

激光之父:1964年诺贝尔物理学奖得主汤斯博士——深切缅怀汤斯教授逝世1周年(五)

美国实验和理论物理学家、发明家和教育家查尔斯·汤斯是微波激射器(Maser)的主要发明者和激光器(Laser)的先驱者之一,与前苏联(现俄罗斯)物理学家和微波波谱学家巴索夫以及普罗霍罗夫分享1964年诺贝尔物理学奖,还与多人共享"激光之父"之美誉。激光技术是20世纪人类的重大技术发明之一,为了纪念汤斯教授逝世1周年并寄托笔者的深情哀思,特撰写出此长文。笔者在此全面介绍了汤斯教授的生平与家庭成员;主要学术成就与贡献;与中国的渊源以及所获雅称、奖项与荣衔,重点梳理出激光技术波澜壮阔发展历程的整个脉络和概貌,还顺便简介了并非激光器的半导体发光二极管(LED)的发展概况,简明扼要地阐述了诺贝尔自然科学奖中与激光技术密切相关的有关情况。

激光之父:1964年诺贝尔物理学奖得主汤斯博士——深切缅怀汤斯教授逝世1周年(一)

美国实验和理论物理学家、发明家和教育家查尔斯·汤斯是微波激射器(Maser)的主要发明者和激光器(Laser)的先驱者之一,与前苏联(现俄罗斯)物理学家和微波波谱学家巴索夫以及普罗霍罗夫分享1964年诺贝尔物理学奖,还与多人共享"激光之父"之美誉。激光技术是20世纪人类的重大技术发明之一,为了纪念汤斯教授逝世1周年并寄托笔者的深情哀思,特撰写出此长文。笔者在此全面介绍了汤斯教授的生平与家庭成员;主要学术成就与贡献;与中国的渊源以及所获雅称、奖项与荣衔,重点梳理出激光技术波澜壮阔发展历程的整个脉络和概貌,还顺便简介了并非激光器的半导体发光二极管(LED)的发展概况,简明扼要地阐述了诺贝尔自然科学奖中与激光技术密切相关的有关情况。

激光之父:1964年诺贝尔物理学奖得主汤斯博士——深切缅怀汤斯教授逝世1周年(六)

美国实验和理论物理学家、发明家和教育家查尔斯·汤斯是微波激射器(Maser)的主要发明者和激光器(Laser)的先驱者之一,与前苏联(现俄罗斯)物理学家和微波波谱学家巴索夫以及普罗霍罗夫分享1964年诺贝尔物理学奖,还与多人共享"激光之父"之美誉。激光技术是20世纪人类的重大技术发明之一,为了纪念汤斯教授逝世1周年并寄托笔者的深情哀思,特撰写出此长文。笔者在此全面介绍了汤斯教授的生平与家庭成员;主要学术成就与贡献;与中国的渊源以及所获雅称、奖项与荣衔,重点梳理出激光技术波澜壮阔发展历程的整个脉络和概貌,还顺便简介了并非激光器的半导体发光二极管(LED)的发展概况,简明扼要地阐述了诺贝尔自然科学奖中与激光技术密切相关的有关情况。

基于FDTD的三维光子晶体设计与测试

光子晶体是一种新型的人工结构功能材料,通过不同结构,以实现控制光传播的功能。由于三维光子晶体的制备比较复杂,而且制备的成本又比较高,因此根据需要先通过理论设计光子晶体,并模拟计算其特性,后选出符合性能要求的结构,能为实际制备提供指导,大大减少制备的盲目性。应用R-soft软件FullWAVE/FDTD和BandSOLVE两大模块进行仿真。其中FullWAVE/FDTD模块通过FDTD方法模拟计算不同结构的光子晶体的光场分布,而BandSOLVE模块则利用平面波展开方法计算预测光子禁带。根据模拟结果,再设计用于制备三维光子晶体的光刻模版。

基于InP/空气隙DBR的长波长RCE光探测器的实验研究

报道了一种长波长的InP基谐振腔(RCE)光探测器。它采用选择性湿法刻蚀。制备出基于InP/空气隙的分布布喇格反射镜(DBR)。并将该结构的反射镜引入RCE光探测器,所制备的器件,在波长1:585μm处获得了约54.5％的峰值量子效率,以及8GHz的3dB响应带宽,其中器件的台面面积为50×50mm2。

用于光波分复用系统的高性能解复用接收器件

对用于光波分复用(OWDM)系统的高性能解复用接收器件———高性能光探测器的研究作了介绍和分析。这类器件需要同时具备高速、高量子效率、超窄光谱响应线宽的性能。为适应OWDM网络的灵活性、智能化和系统集成化的需要,器件还需具备宽带可调谐的性能。这类器件主要有普通谐振腔增强型(RCE)光探测器、四镜三腔型RCE光探测器、一镜斜置三镜腔光探测器、外腔可调谐RCE光探测器、液晶可调谐RCE光探测器、微机械可调谐RCE光探测器及采用InP 空气隙反射镜的长波长RCE光探测器等器件。本文重点介绍了其中部分器件的研究。

光探测与器件

TN364.2 2000053512外保护环短路不能减小光电二极管暗电流=Impossibilityof decrease in dark carrent of guard ringshort circuited photodiodes[刊,中]/何民生,黄启俊(武汉大学光电技术系.湖北,武汉(430027))//半导体光电.—1999,20(6).

光电子技术与器件 光探测与器件

O434．22 2005042906 ZnO肖特基势垒紫外探测器=ZnO Schottky barrier UV photodetector[刊,中]／高晖(电子科技大学微电子与固体电子学院,四川,成都(610054)),邓宏…／／发光学报,- 2005,26(1),-135-138 以p-Si(111)为衬底,用水热法首次制得六棱微管 ZnO,并以此为有源区利用平面磁控溅射技术沉积得到Ag 叉指状电极,从而制作了Ag／n-ZnO肖特基势垒结紫外探测器。对该紫外光探测器的暗电流和365 nm波长光照下的光电流、光响应和量子效率进行了测试。