基于AZ5214光致保护层的As2S3硫系脊型波导制备

实验研究发现AZ5214光刻胶在一定曝光剂量下显影后会留存一定厚度的底膜,该底膜可以在干法刻蚀过程中避免As-S薄膜与碱性显影液直接接触,减轻薄膜表面损伤,起到保护作用。基于此,采用该底膜作为保护层制备As2S3脊型波导,研究结果表明,在AZ5214光刻胶匀胶厚度为2.1μm、紫外曝光剂量为200 mJ/cm2、显影时间为45 s的条件下会留存约为220 nm厚的光致保护层,该条件下保护层均匀性较好,且在刻蚀阶段可以完全去除。实验表明利用此保护层制备的As2S3脊型波导具有良好的形貌特征,波导脊宽约为3μm、脊高约为800 nm的As2S3脊型波导的传输损耗约为0.74 dB/cm@1 550 nm。

基于漂木分离效果的鱼脊型水石分离结构参数优化

为了研究鱼脊型水石分离结构对泥石流（特别是携带漂木的泥石流）的减灾效果,通过模型实验,探讨水石分离格栅对漂木的分离效果及其主要结构参数对分离效果的影响,根据实验结果结合已有研究成果,进一步讨论主要结构参数的优化取值方法。实验证明,水石分离结构可对漂木产生良好的减灾效果,但各结构参数需合理设置,其中,引流坝引流口开口宽度b与漂木长度L之间应满足b（0.5-1.0）L以满足漂木的过流需求,水石分离格栅长度S需考虑漂木在流体中的运动速度而适当放大,肋梁间距a与漂木直径D之间应满足a〈3.85D以满足漂木分离率达80%以上的需求,肋梁倾角γ=90°时漂木分离效果和结构稳定性最佳。

条形和脊型SOI波导微环结构传感性能研究(英文)

使用时域有限差分(FDTD)方法研究了基于SOI微环谐振腔结构的条形和脊型波导,探究了微环谐振腔应用于生物传感的理论。分析了结构的几何尺寸对生物传感器灵敏度的影响。通过分析条形和脊型波导的模场分布图,解释了条形波导的灵敏度明显高于脊型波导的原因,且随着波导宽度的增加其灵敏度系数的变化遵循相同的趋势。并且,当条形波导取得最高的灵敏度系数时,其横截面是方形的,然而脊型波导的最大灵敏度值对应的却是不完全对称的几何结构。当条形波导的横截面全对称时,灵敏度达到最大值172.3 nm/RIU。

大截面SOI脊型波导单模条件的研究

利用有限差分方法(FDM)对大横截面SOI(Silicon on insulator)脊型光波导的本征模进行了计算分析,从而确定了SOI脊型波导的单模条件,即归一化外脊高和归一化脊宽的关系 通过比较,进一步明确了归一化外脊高大于0. 5时现有的单模条件解析公式中常数项的取值为0. 3 同时,还对归一化外脊高小于0. 5时的单模条件也做了计算和讨论。

三维脊型光波导模斑转换器的设计和优化

在三维有限差分束传播法对脊形光波导的结构参数分析和优化的基础上,对单模光纤和脊形光波导连接耦合用模斑转换器进行了深入的研究,重点分析了影响模斑转换器性能的各种因素,如侧面边界、长度、大端宽度和厚度,以及连接光纤和模斑转换器的过渡波导的有关参数.仿真结果表明,三维锥形光波导模斑转换器大端宽度和厚度在11 5～13 5μm和4 5～6 5μm之间,且长度为200～500μm时插入损耗可低达2dB,比二维锥形光波导模斑转换器的插入损耗约减小2dB,其对横向偏移的容差也远远高于二维锥形光波导模斑转换器,合理的使用非线性边界的模斑转换器可以获得比线性边界的模斑转换器更小的插入损耗;过渡波导的宽度、芯层厚度应和三维锥形光波导模斑转换器的大端宽度和厚度一致,且其长度为150μm左右时损耗较小;另外,此类模斑转换器在减小耦合损耗的同时,还可以有效的进行光波模式的转换.

脊型谐振腔的改进设计

脊型加速器最关键的部件是脊型谐振腔,本文根据射频性能对其进行了电磁场模拟与优化。为了进一步提高腔体的Q值和分路阻抗,提出了取消电极头。采用约束变量参数扫描方法对腔体机械参数进行了优化,在保持腔体谐振频率不变的情况下,找到了最优或合理的机械参数。研究结果表明,束流在谐振腔内加速次数的增加可提高腔体的分路阻抗。

低阈值1.5μm平面掩埋脊型(PBR)分布反馈激光器

采用质子轰击的PBR 结构,研制了室温阈电流小于15mA,高稳定单纵模输出的1.5μmDFB激光器.为今后研制长寿命无致冷1.5μmDFB激光器组合件奠定了基础,在大温度范围(-40-+60℃)和大工作电流范围(1.2-3I_(th)内可稳定单纵模工作,边模抑制比(SMSR)可达30dB以上.静态线宽一般为30-40MHz,最窄可低于20MHz.器件经50℃恒功加速老化实验,外推20℃连续工作时间已超过3000小时无显著退化迹象.本器件已首次在国内做为信号源成功地用在140Mb/S相干光通信系统上.

硅锗脊型波导在中红外波段的连续光宽带波长转换

提出了一种基于硅锗（Ge-on-Si,GOS）的新型亚微米光波导,通过调节二阶色散对此波导的结构进行了优化设计,研究了其在波长为3~6μm间的连续光波长转换性能.数值结果表明,在脊宽2.8μm、脊高1.6μm,平板厚度0.48μm的优化结构下,当泵浦光波长在靠近二阶零色散点的负色散波长区时可以实现高转换效率宽带中红外波长转换,3 d B转换带宽可达到1664 nm,在0.05 GW/cm2的泵浦光功率密度下,最大转换效率可达到-2.479 d B.该波导在中红外波段具有波长转换带宽大、转换效率高的优点,在未来空间光子网络与通信方面具有潜在的应用前景.

SOI材料非对称脊型波导结构PDL标准样品研究

通过制备非对称结构SOI脊型波导,设计并优化得到一个偏振相关损耗标准样品,通过与标准单模光纤耦合封装,实现了偏振相关损耗测试仪表的快速校准。该器件偏振相关损耗值为0.58dB,测量重复性相对标准差为0.02,测量不确定度为0.2dB。

聚合物脊型光波导的有限元分析

利用有限元法分析了聚合物脊型光波导的基模及高阶模的色散特性和横向场分布,研究了芯层厚度、脊高和脊宽等结构参数对色散特性的影响,计算结果表明,在芯层厚度小于1.3μm、脊宽小于5μm、脊高小于0.2μm时,波导将形成单模传输。

10 MeV/50 kW脊型加速器输入耦合器的研制

10 MeV/50 kW脊型加速器是一种新型大功率电子辐照加速器,其加速腔中所需射频功率高达100 kW,为此专门研制了高功率输入耦合器。该耦合器主要由陶瓷窗、内外导体及耦合环组成,通过等效电路分析以及仿真计算确定了最终结构。设计采用了可独立拆卸的平板型陶瓷窗和可旋转调节的耦合环,以便于进行脊型加速器调试,并在内外导体和耦合环中设计了水冷回路带走功率传输产生的热量。经过测试,该输入耦合器可在0~2.2范围内调节耦合度,并成功向脊型谐振腔中注入了100 kW的脉冲峰值功率。

脊型Y结平面分支直波导结构研究

光功率分路器作为无源光网络(PON)重要器件有着极广泛的应用。本文阐述了光波导基本原理和光束传输方法及其应用,使用Opti BPM软件设计了脊型Y结平面分支波导结构,根据光分路器的参数和指标,分析了分支角度,锥形波导长度等相关参数对结构插入损耗影响。

基于脊型波导的跑道型环形谐振器的偏振模式分离特性分析

设计和分析了基于绝缘体上硅的脊型波导的偏振模式分离谐振腔。通过分析超小脊型波导的模式双折射,将该微环谐振腔应用到定向耦合器,实现从准TE和准TM偏振模式在特定波长范围内同一输出端口的分离。试验证明,准TM偏振模式分离后的Q值达23 000±1 000,是未分离时的两倍。该新型跑道型环形谐振腔的特点在光学元件中的应用非常有前景,为新型环形耦合器的深入研究提供了理论参考。

脊型超宽带行波光调制器的建模与设计

针对光纤通信和光传感中常用的集成光学光调制嚣,运用有限差分方法分析了脊型结构光调制器的微波传播特性,建立了相应的数值仿真模型．数值计算表明,脊型结构光调制器比普通结构的调制器有更大的调制带宽和较小的半波电压．在电板宽度为8μm、高度为29 μm,电极间距为25μm,脊高为3．6μm时,调制带宽为100 GHz,半波电压为7．95 V,测试结果与文献[5]符合的较好．

有机/无机复合功能材料倒脊型波导热光开关

利用溶胶-凝胶技术自主合成了一种具有优良光学特性和高热稳定性的有机/无机复合芯层材料.这种功能材料的分子中含有有机柔性侧链,可形成环氧交联.与无机SiO2-TiO2体系相比,具有较高的热光系数(量级为10-4/K),以及更好的成膜性和可加工性.通过与实验室自行配制的P(MMA-GMA)包层材料相匹配,设计制备了基于这种有机/无机复合功能材料的倒脊型波导马赫-曾德尔型热光开关.器件的波导与热电极性能良好.插入损耗为10dB,驱动功率15mW,开关时间小于1ms,消光比15dB.

西藏班公湖—怒江缝合带中段蓬湖蛇绿岩中的洋脊型二辉橄榄岩

蓬湖蛇绿岩产于西藏藏北湖区的蓬湖西侧,属班公湖-怒江缝合带中段白拉拉弄-依拉山亚带。该蛇绿岩主要由地幔橄榄岩、堆晶岩和辉绿岩等组成。其中地幔橄榄岩由方辉橄榄岩和二辉橄榄岩组成。蓬湖二辉橄榄岩的橄榄石Fo值介于88.85~90.33之间、斜方辉石的Al2O3含量范围在4.26%~6.60%。与原始地幔相比,蓬湖二辉橄榄岩岩石有较高的MgO含量和较低的Al2O3、CaO和TiO2等易熔组分含量;稀土元素总量介于1.11×10^-6~1.53×10^-6之间,明显低于原始地幔值,配分模式为轻稀土轻微亏损。在原始地幔微量元素蛛网图中,蓬湖二辉橄榄岩显示Rb、Zr亏损,U、Ta、Sr强烈富集特征。蓬湖二辉橄榄岩的铂族元素总量介于22.9×10^-9~27×10^-9之间,PGEs球粒陨石标准化图解显示其为接近原始地幔的“平坦型”。以上特征与深海橄榄岩相似,指示它们可能形成于大洋中脊环境。定量模拟估算表明,蓬湖二辉橄榄岩可能来源于地幔中尖晶石相二辉橄榄岩源区,系经历了约5%~10%的部分熔融残余。蓬湖堆晶岩矿物结晶顺序为橄榄石-单斜辉石-斜长石,其中异剥橄榄岩中的单斜辉石Mg^#值介于86.92~89.93之间、橄榄石Fo平均值为84.45,明显不同于MOR型蛇绿岩堆晶岩。蓬湖堆晶岩的矿物组成、岩浆结晶顺序和矿物成分均与俯冲带上SSZ型蛇绿岩形成的堆晶岩类似。以上结果表明,蓬湖二辉橄榄岩形成于大洋脊环境,为尖晶石二辉橄榄岩源区经历了不超过10%部分熔融的残余,后期由于洋内俯冲作用经历了岩石-熔体反应,形成了SSZ型堆晶岩和含较高Cr^#值尖晶石的方辉橄榄岩。

制备有机聚合物脊型光波导的新方法

详细讨论了DR1 /PMMA聚合物波导在紫外光照射下 ,各个模式的有效折射率 ,薄膜厚度 ,以及紫外可见吸收谱的变化情况。并在此基础上 ,提出了以金属掩模 ,利用光漂白技术制备聚酰亚胺脊型光波导的新方法。

鱼脊型水石分离结构对泥石流的物质与能量调控效果试验研究

为了深入了解鱼脊型水石分离结构对泥石流的调控效果,展开了系统的试验研究。根据鱼脊型水石分离结构的特点,分析了该结构对泥石流具有控制性且定量分离粗颗粒、减小泥石流容重和泥沙含量、减小泥石流流速等物质与能量调控功能,提出了相关表征参数;并通过试验得到以下结果:鱼脊型水石分离结构对固体物质不同粒径段的分离作用不同。其中,大于格栅间距的粗颗粒分离比可达0.8~1.0,而小于格栅间距的细颗粒分离比可用格栅间距及细颗粒平均粒径之比( D=dfm)幂函数关系表达。基于此,推导单个结构和多级结构的泥沙总分离率的经验计算公式。总体而言,鱼脊型水石分离结构分离出来的固体颗粒具有较好的分选性,可为分离物的二次利用提供可能;经过水石分离结构调控后流体携带的固体颗粒平均粒径减小,容重降低,流速减小,经结构调控后的泥石流容重的计算公式也得到了验证。研究成果为鱼脊型水石分离格栅和梯级水石分离结构系统的设计及工程应用提供依据。

基于背向曝光的GaN基脊型LD制备工艺改进

GaN基脊型激光二极管(LD)的制备工艺中,面临的一个主要困难是p电极和窄脊结构的制备受到光刻对准精度的严重制约。设计和验证了一种基于背向曝光技术的激光器制备工艺。通过预先沉积一层200nm的铝作为挡光掩模和牺牲层,利用ICP蚀刻制备出宽为2.5μm的脊型结构,并使用PECVD沉积SiO2绝缘层。随后采用背向曝光实现二次光刻,将脊型图形精确地转移到电极窗口,继而采用湿法腐蚀SiO2绝缘层打开窗口,借助对的铝掩模腐蚀实现对残余绝缘层的辅助剥离,从而同时解决了目前脊型激光器电极窗口对准困难和绝缘层侧向腐蚀条件难于把握的问题。