808nm半导体激光芯片电光转换效率的温度特性机理研究

提高808 nm大功率半导体激光器电光转换效率具有重要的学术意义和商业价值,是实现器件小型化、轻量化、高可靠性的必要前提.本文以腔长1.5 mm的传导冷却封装808 nm半导体激光阵列为研究对象,在热沉温度-40—25?C范围内对其进行光电特性测试,对不同温度下电光转换效率的影响因子进行了实验研究和理论分析.结果表明:在-40?C环境温度下,最高电光转换效率从室温25?C时的56.7%提高至66.8%,内量子效率高达96.3%,载流子泄漏损耗的占比贡献由16.6%下降至3.1%.该研究对实现808 nm高效率半导体激光芯片的自主研发具有重要意义.

偏置M-Z调制器构建2-bits电光模数转换相位编码方法的分析与模拟

为了降低电光相位编码器功率消耗和解决内部M-Z调制器一致性要求高的问题,利用2个偏置M-Z调制器构成了用于电光模数转换的2-bits电光相位编码器。理论分析了偏置MZ调制器实现2-bits电光相位编码的方法、特点和性能。仿真结果验证了采用偏置M-Z调制器构成的2-bits相位编码方法可行性,并实现了对1GHz模拟电信号的采样速率12GSa/s模数转换。分析和仿真结果表明,采用该方法对调制器一致性要求低,对输入信号功率要求低于0.32 W。分析结果表明,调制器直流漂移不影响最低位量化结果,引起最高位量化结果的判决模糊低于3.8%。

基于斜极化法的电光聚合物光波导偏振转换器

采用斜极化法研制了电光聚合物光波导偏振转换器 ,分析并设计了器件的 4 5°斜角电极化结构 ,并基于 DR1/PMMA电光聚合物材料 ,对器件进行了制作 .所研制的偏振转换器 ,由 TE模到 TM模和由 TM模到 TE模的偏振模转换效率分别约为 93.6 %和 95 .1% ,偏振转换周期电压约为 380 V.

基于铌酸锂晶体电光效应的差频转换效率调制

为了在差频过程中得到较高的转换效率,利用铌酸锂晶体的电光效应来改变晶体的折射率,进而在非线性过程中调整位相失配量来实现差频转换效率的调制,模拟了外加电场对差频转换效率的影响。结果表明,利用铌酸锂晶体的电光效应,可以在任意给定抽运光强的情况下,获得较高的差频转换效率。这一结果对于获得新的中红外光源是非常有益的。

低损耗电光模数转换器的分析与设计

提出采用有限差分束传输法设计出微棱镜相位补偿的2位电光A/D转换器的波导结构参数。利用保角变换方法对转换器的电极参数进行分析与设计。最后,得到优化参数:带宽?f=3.71GHz,特征阻抗49.76?,半波电压Vπ=9.25V,归一化功率输出为56.86%,波导输出间隔为250μm,器件长度为30mm。

宽带电光模数转换器的分析

本文对宽带电光模数(A/D)转换器进行了详细的分析。采用保角变换方法分析了转换器的带宽、损耗和特征阻抗与梯形共面波导电极参数(包括电极厚度、缓冲层厚度与中心电极和接地电极的边沿倾角β1、βg)的关系。对于梯形共面波导(中心电极宽度为8μm,电极间隔为20μm,厚度为7μm,长度为8mm,β1=βg=10°)构成的A/D转换器的特征参数:带宽为6.89GHz,损耗为0.392dB/cm,特征阻抗为50.51Ω。数值仿真结果表明,采用行波干涉式调制器设计高速电光A/D转换器可以很好改善带宽对器件的性能限制。

电光模数转换器的研究进展

简要介绍了电光ADC的原理 ,分析、比较了光相位编码的全光ADC及利用光时分复用技术、光波分复用技术、脉冲时域展宽技术的电光ADC的结构及性能。追溯了近二十年电光ADC的研究进展。讨论了目前主要的研究方向。

材料电光转换特性的创新性综合实验设计

基于电致发光设计了《材料物理性能》实验中电光转换特性及其评价这一创新性综合实验,阐明了材料电学性能与光学性能之间的关联性,加深了学生对材料电学性能、光学性能以及电光转换特性知识的系统理解和综合运用,为培养新世纪光电材料与器件领域中的综合素质人才提供了参考。

基于光电-电光变换的高功率激光装置时标激光系统

提出了一种时标基准信号红外长程传输结合近程光电-电光转换的时标激光系统设计方案,该方案首先使用红外单模光纤完成时间基准信号的长程传输,然后使用光电探测器将红外时标基准信号转换为电信号驱动蓝光直调LD激光器,最终获得输出波长为450 nm,输出功率47 mW,脉冲宽度为120 ps的时标光信号。实验结果表明,所提方案可为激光驱动器提供窄脉宽,可长程传输的时标光信号用于甚多束紫外激光脉冲同步同发监测,同步监测精度可达10 ps。文中技术方案规避了敏感的固体激光放大与倍频过程,提高了时标光脉冲波形的稳定度与同步监测系统的可靠性。

谈电光转换技术

电光转换技术最普通的应用就是电气照明,同时在进行信号的传输、处理、显示及各种控制装置中也被广泛应用。另外电光转换可以作为电能生产的一种方式,用于航空航天领域。随着电子技术和计算机应用及新材料科学的发展,电光转换技术正日益深入社会生活的各个领域,并在逐步改善和改变着人类的生产和生活方式。

高功率水平阵列半导体激光器干冰冷却性能的研究

本研究设计了一种针对高功率半导体激光器散热问题的干冰微粒喷雾冷却散热器,并利用FLUENT软件对其热流场进行了模拟仿真。得出:入口带有多出口喷嘴的散热器,冷流体在针柱的扰动后对高功率半导体激光器的散热效果最好。干冰流速为0.5 m/s,稳定后的温度为24.79℃。实验测试与模拟仿真结果对比,得出最大相对误差分别为8.3%、8.8%。此外,与微通道水冷相比,干冰冷却降温的激光器整体温度低,电光转换效率高,沿垂直条宽方向温度分布均匀,热应力减小,“smile”效应减弱。研究结果为开发高功率水平阵列半导体激光器干冰冷却打下基础。

高速光学模数转换器的分析

详细分析了由x切LiNbO3干涉式共面波导行波调制器阵列构成的模数(A/D)转换器,包括其研究进展。采用保角变换方法分析了梯形共面波导电极参数(包括电极厚度、缓冲层厚度与中心电极和接地电极的边沿倾角β1,βg)与转换器的带宽、损耗、特征阻抗和驱动功率的关系。β1=βg=10°,电极厚度为3μm时,4位A/D转换器的工作带宽为7.3GHz,所需驱动功率为6.7W。数值仿真结果表明,采用梯形共面波导调制器阵列设计分辨率适中的高速A/D转换器是可行的。

稀土有机光→电、电→光转换器件

Organic film photovoltaic (PV) cell, ITO/NPB/Y(ACA) 3phen/Mg∶Ag, was fabricated. The NPB, N,N′ bis (1 naphthyl) N,N′ diphenyl 1,1′ biphenyl 4,4′ diamine, and Y(ACA) 3phen, (tris (acetylacetonato) (mono phenothroline) yttrium, are the electron acceptor and donor in the PV cell, respectively. Under UV light with 4 mW·cm -2 , the cell show short circuit current of 46 μA·cm -2 , open circuit voltage of 2.18 V, fill factor of 0.30, and the overall power conversion efficiency of 0.7%, respectively. The responding region is matched to the adsorption of NPB film. It is found that the PV cell indicates electroluminescent (EL) performances and could emit blue light at dc voltage. The maximum luminance is about 750 cd·m -2 at 15 V.

手性沿面排列IPS模式液晶盒中的电光特性

根据Ericksen和Leslie的液晶弹性理论和动力学理论对共面转换液晶显示器件(IPS LCDs)响应时间参数进行分析,将手性平行排列引入这种模式,使得液晶盒中有一个扭曲角,给出此种盒中的指向矢分布的动态方程。通过计算液晶盒中的瞬时指向矢分布,得到光透过率随时间变化与扭曲角之间的关系。计算结果表明:具有一定扭曲角的手性沿面排列IPS模式的液晶盒将会有很快的响应速度和高对比度。

集成互注入半导体激光器的微波光子学应用

光源是微波光子(microwave photonic,MWP)系统的“发动机”,从根本上决定了系统性能的上限。光注入半导体激光器集聚诸多优势,但离散器件引发的系统集成度低、结构复杂、体积大、稳定性差等弊端明显,大大限制了MWP系统的工程化应用。集成化是解决目前MWP技术实用化等瓶颈问题的关键,轻量级、高性能、多功能的激光器光源是集成MWP系统的关键。基于此,本文综述了近年来集成互注入半导体激光器在高效电光转换、微波信号产生、MWP变频、弱信号探测以及光学频率梳源等MWP应用方面的创新研究,期望为集成MWP系统提供可行的高性能集成光源,推动集成MWP技术的工程化应用尽快实现。

基于TE/TM模式转换的偏振不敏感调制器

提出了一种能实现偏振不敏感调制的新方法:基于TE/TM偏振模式转换的聚合物电光调制。该器件的电极设计只使用了高(极化和调制)效率的微带线结构,与文献中报道的利用共面电极和微带线电极的组合实现偏振无关调制的器件相比,其半波电压的理论值更低。

利用一次电光效应的高电压传感器

介绍一种采用光纤传光的高电压传感器的原理、信号处理方法及光器件温度补偿。

免缠绕式光插回损测试仪的校准方法研究

为了解决免缠绕式光插回损测试仪的校准问题,分析了其工作原理,提出了使用光衰减器和标准光纤来产生标准回损的方法,解决了其回波损耗的校准问题。使用光电转换器和电光转换器,将光脉冲转换成电脉冲后,通过延迟触发,实现了光脉冲的延时,解决了长度的校准问题。利用提出的方法对典型的免缠绕式光插回损测试仪进行校准,并分析了测量结果。通过分析结果可知,标准装置不确定度优于被校仪器最大允许误差的3倍,测量范围能覆盖仪器的量程,表明该方法适用于免缠绕式光插回损测试仪的校准。

PQ和HLG节目转换算法研究

PQ和HLG两种曲线均可用于高动态范围节目内容的制作,在实际应用中会面临这两种不同曲线的HDR节目的相互转换。本文探讨了基于PQ的HDR系统和基于HLG的HDR系统之间的差异,研究了PQ和HLG节目转换算法和实现方法,为HDR节目的制作提供参考。

硅-有机复合集成电光调制器的优化与制备

硅-有机复合光子集成技术充分发挥了硅光的大规模集成优势和有机聚合物材料的高电光系数优势,在高性能集成微波光子系统中极具应用潜力。本文对硅-有机复合集成电光调制器结构进行了较为全面地优化设计和初步制备研究。电光有机聚合物填充在硅Slot波导的狭缝中,优化Slot波导结构得到光场限制因子为0.32,使得光波场与射频电场高度重合,提高了电光调制效率。采用锥型波导模式转换结构实现Strip-to-Slot的低损耗耦合,耦合效率为99.55%。重点分析了电极长度、宽度等参数对调制器频率响应的影响,优化得到3 dB带宽为77 GHz,半波电压-长度积为0.045 V·cm。根据仿真结果设计了用于制备调制器的MASK。实验制备了Slot波导并进行了聚合物的填充实验研究,获得了良好的结果。