嵌埋材料对分布式布拉格反射镜腔共振模式的影响

低维材料嵌入微腔已经广泛应用于纳米激光器和探测器等。为了实现增益材料和光学微腔之间的有效耦合,需要深入研究嵌埋材料对腔共振模式的影响。本文主要讨论了嵌埋材料的厚度、位置、腔层厚度以及分布式布拉格反射镜的对数对腔供着模式的影响。结果表明,腔共振模式随嵌埋材料位置的不同呈现周期性变化并且在λ/2光程周期内存在最大峰位移。最大峰位移随腔层厚度增加而减小,但与嵌埋材料的厚度成正比。分布式布拉格反射镜的对数不影响腔共振模式。这些结果为光学器件的设计和实验现象的分析提供了指导,并且可以应用于不同波长分布式布拉格反射腔结构。

带介质分布式Bragg反射镜结构高性能共振腔发光二极管的研究

采用等离子体增强化学气相沉积高低频交替生长法生长了SiO_2/Si_3N_4透明介质分布式:Bragg反射镜(DDBR),提出了对DDBR采用干、湿法并用的腐蚀方法.采用传输矩阵法理论分析了DDBR,得出了为满足出光增益要求的反射率和DDBR结构.使用光致发光(PL)谱仪测量分析了DDBR反射谱和光致发光谱,获得了使光致发光谱辐射增强的DDBR结构,在整个光致发光谱380-780 nm波段,整体辐射增强1.058倍,在谐振波长处辐射增强1.5倍,半峰全宽值由23 nm变窄为10.5nm,获得了很好的光谱纯度.利用最优DDBR结构制成了高性能共振腔发光二极管器件,与普通结构相比,实现了低开启电压1.78 V;在20 mA注入电流下,轴向光强提高了20%,光功率和光效分别提高了27.7%和26.8%,光功率衰减缓慢;在O-100 mA注入电流下,没有明显的下降趋势,表现出了良好的温度稳定性.

使用低能离子注入导致的量子阱混杂方法制作可集成的分布式Bragg反射激光器(英文)

采用量子阱混杂的方法制作了可集成的分布式 Bragg反射激光器 .通过同时控制相位区和光栅区的注入电流 ,该激光器的波长可以准连续地调谐 4 .6 nm .在整个调谐范围内 ,除了少数几个模式跳变点以外 ,激光器的单模特性保持良好 ,边模抑制比均达到了 30 d

AlGaInP红光LED的复合分布式布拉格反射镜的生长优化

复合分布式布拉格反射镜(DBR)可以拓展反射图谱的宽度,从而能够反射更长波长的光,通过设计不同的波长组合得到的复合分布式布拉格反射镜可以优化其反射率。采用金属有机化合物化学气相沉淀法生长复合分布式布拉格反射镜样品,并使用光致发光光谱测试法进行反射图谱测试,得到不同的反射谱。对比结果后发现红光发光二极管(LED)的亮度随着反射谱的拓宽而增加,垂直反射占主导地位意味着主反射谱的个数不能减小。通过优化设计及测试比较最终选择了最优复合分布式布拉格反射镜结构即620nm×15加670nm×3加720nm×3加770nm×3加820nm×3加870nm×3的组合作为红光发光二极管装置的结构。

集成分布式布拉格反射镜的氮化镓基发光二极管研究

基于硅基氮化镓晶圆,制备了一种半环波导型发光二极管。采用聚焦离子束技术,在发光二极管两侧端部刻蚀形成高反型GaN层/空气层分布式布拉格反射镜。实验结果表明,该波导型发光二极管具有良好的光电性能,集成的分布式布拉格反射镜显著提高了器件端面的反射率,改变了器件内部的法布里-珀罗振荡,对出射光子进行了有效调控。使用该发光二极管作为光信号源的无线光通信系统实现了100Kbps的信号传输,验证了器件在可见光通信领域的应用潜力。

分布式Bragg光栅应力测量系统的研究

提出了一种分布式Bragg光纤光栅应力测量系统,利用Bragg光栅作为传感基元,采用宽带光源和可调谐滤波技术对Bragg光栅阵列信号解调,实现分布式应力测量。通过理论分析和实验研究证实了系统方案的可行性,该系统应变测量的分辨率达到了33nε。

具有分布式反射器的无源编码器件的研究

建立了具有多个分布式Ｂｒａｇｇ反射结构的无源器件的研究方法。该研究可用于分析光纤光栅、表面波（ＳＡＷ）编码器。

基于多孔硅Bragg反射镜的光学免疫检测方法

通过共价固定方法将羟基红花黄色素A(HSYA)抗血清蛋白固定到多孔硅Bragg反射镜的孔洞中,定量分析了不同浓度的羟基红花黄色素A人工抗原与特异性抗羟A多克隆抗体反应后多孔硅Bragg反射镜的反射谱峰位的红移情况.对比研究了固定阴性血清蛋白的多孔硅Bragg反射镜基底在加入抗原后的反射谱峰位变化情况,结果表明,基于多孔硅Bragg反射镜的光学免疫检测具有很好的特异性,且同目前普遍使用的ELISA方法相比,具有免标记且检测时间短等优异性能,同时该研究也为开发红花成分快速检测的免标记多孔硅生物传感器奠定了基础.

一种基于应变模态分析的舰船分布式挠曲姿态测量方法

针对舰船所处的恶劣环境,以及舰船导航和武器系统对姿态测量精度日益提高的要求,根据应变模态分析理论,建立了应变信息与姿态信息的变换关系,并提出了利用光纤Bragg光栅(FBG)传感器测量甲板的应变,求取由挠曲变形引起的姿态信息误差的方法。通过对简易模型的实验,验证了这种方法是有效的并且具有较高的精度。

一类密集型分布式FBG传感方法

为了在密集型传感场合下,能提高分布式温度传感系统中传感器的数量,设计了全同FBG传感器,文中通过实验对全同FBG传感方法作了分析和讨论。

光纤光栅分布式传感器信号解调技术

分布式光纤光栅传感是光纤技术的重要应用之一,而信号解调技术是实现传感系统网络化的关键.介绍了光纤布拉格光栅(FBG)传感原理,阐述了目前国内外广泛采用的两类解调方法:波长扫描解调和参量转换解调,并对这两类解调方法中典型的解调技术进行了详细论述,归纳了各自的优缺点,为分布式光纤光栅传感解调系统设计提供了依据.

分布式光纤光栅传感系统信号解调技术

光纤光栅是近年来光纤传感领域的研究热点,波长编码信号解调是实现光纤光栅分布式传感网络的关键。本文分析了分布式光纤光栅传感系统信号解调的一般原理,总结了系统信号解调过程中存在的主要技术难点,分类评述了几种典型的解调技术的工作机理,并重点分析了其特点和性能,同时提出了一种宽带光源/副载波解调技术。该技术具有实时性好,成本低等优点。

多孔硅Bragg反射镜适配子生物传感器检测心肌肌钙蛋白Ⅰ

通过脉冲腐蚀法制备多孔硅Bragg反射镜,将心肌肌钙蛋白I(cTnI)适配子共价固定到多孔硅Bragg反射镜的孔洞中,发现适配子能与cTnI分子特异性结合。定量分析不同浓度的cTnI与适配子结合后多孔硅Bragg反射镜的反射谱峰位的红移情况。结果表明:基于多孔硅Bragg反射镜适配子生物传感器的光学检测具有良好的特异性,且具有免标记及检测时间短等优异性能。传感器的线性检测范围0.05～4 nmol/L,最低检测限为0.05 nmol/L。

基于纳米多孔硅Bragg反射镜免标记生物传感器的研究

构建一种基于多孔硅Bragg反光镜的免标记的纳米生物传感器,通过在纳米多孔硅上固定的适配子的特异性识别能力,检测溶液中四环素浓度。当适配子结合不同浓度的四环素溶液时,引起多孔硅Bragg反光镜内部有效折射率的变化,反射谱峰位进而发生变化。传感器的有效检测范围为1-200μg/L,检测限为1μg/L。

基于布拉格反射镜的单模太赫兹量子级联激光器

常规的分布式布拉格反射(DBR)半导体激光器中,增益区域所对应的自由谱间距应大于DBR高反射率带宽的1/2,以获得稳定的单模激射。该条件限制了DBR激光器的阈值和功率特性。文章首次提出并实现了基于DBR选模的太赫兹量子级联激光器(THz-QCL),并突破了上述限制。作者所实现的THz-QCL采用脊波导结构,利用解理腔面和DBR反射镜构成谐振腔,利用有源区增益谱较窄的特点,通过调整DBR反射率谱使增益谱与DBR高反射带在频域中部分重叠,从而获得了单模激射的THz-QCL。该方案使得DBR高反射带显著宽于自由谱间距,即显著提高了激光器中增益区域的长度,从而降低阈值并提高功率特性。实验上,作者研制出增益区域长达3.6 mm的DBR激光器,单模激射的频率为2.7 THz,边模抑制比达到25 dB,该激光器的阈值和温度特性与相同材料制备的法布里-泊罗腔多模激光器相当。文章中的工作为实现高性能单模太赫兹量子级联激光器提供了新的研究思路。

基于分布式FBG的智能家居环境测控系统研究

基于分布式光纤布拉格光栅(FBG)的分布式测量以及FBG的测量精度高、体积小、不易腐蚀等优点,将其应用于智能家居环境监测进行研究。系统中采用可调谐F-P(Fabry-Perot)滤波法解调原理,利用可编程逻辑器件FPGA设计了一种结构简单、解调速度快、可实时测量的光纤光栅解调系统,实现了对家居环境的实时测量,并进行安全报警、温度自动调节等操作。仿真实验表明,系统测量精度和灵敏度高,运行稳定可靠,具有一定的实用价值和应用前景。

Bragg反射镜的Goos-Hnchen效应

研究了Bragg反射镜的全反射特性和全反射时的Goos-Hnchen效应。在入射角不大时Goos-Hnchen效应不明显,且TE、TM模的特性差异很小。但在大角度入射时现象奇特,TE模的Goos-Hnchen效应为正,且随入射角的增大越加明显;而对TM模则会出现负的Goos-Hnchen效应。

薄膜反射镜的成形控制

针对望远镜发射系统承载空间与承载质量的限制与大口径、高分辨率反射镜使用需求之间的矛盾,开展了轻质柔性薄膜反射镜地基试验研究,实现了静电拉伸式薄膜反射镜的精确成形控制。针对口径为300 mm的同心环分布式电极静电拉伸聚酰亚胺镀铝薄膜反射镜,基于泊松方程的薄膜小变形近似求解,并通过确定每环电极对面形的影响函数来确定分布式电极对反射镜薄膜成形的控制矩阵,进而利用最小二乘法求得了分布式电极对面形精确控制所需的分布电压。用ANSYS有限元分析法对比结果,分析相关误差并总结控制方法。结果显示,在薄膜中心变形量超过2.5 mm以后,基于泊松方程的理论求解和ANSYS有限元分析结果相差很大,计算面形与理想面形偏差也很大;认为只有综合运用数值计算和有限元分析,通过确定分布式电极对面形的控制矩阵,运用最小二乘法求解分布式电压,才能准确地实现薄膜小变形面形的预知和控制。

复合布拉格反射镜高亮度AlGaInP发光二极管

采用光学薄膜理论中干涉矩阵模型计算了峰值波长为630nm的AlGaInP红光LED的Al0·6Ga0·4As/AlAs材料的常规DBR和复合DBR的反射谱特性,用LP-MOCVD方法生长了模拟设计的DBR结构,测量了其白光反射谱,实验与模拟结果基本符合.制备了采用Al0·6Ga0·4As/AlAs复合DBR的LED器件,未封装输出光功率为2·3mW,外量子效率为5·6%,发光效率可达12lm/W,比常规DBR器件提高了35%.验证了复合DBR与常规DBR相比,可以大幅度提高AlGaInP红光LED的出光效率.

基于多孔硅反射镜的农药浓度测量实验研究

利用脉冲腐蚀法制备了多孔硅Bragg反射镜,分析了反射镜测量农药浓度的原理,搭建了多孔硅反射谱测量系统,实验研究了多孔硅反射镜的光谱图、在不同浓度克百威溶液条件下的多孔硅光谱图以及克百威浓度与多孔硅反射谱峰位变化的关系。结果表明,多孔硅反射镜在不同浓度的克百威溶液下,反射谱峰位将发生红移变化;当克百威浓度在0~0.1 mg/L时,峰位红移量与克百威浓度成线性关系。