基于MZI光波导的MOEMS压力传感器

集成光学压力传感器利用幅度、相位、折射率分布、光程和光波极化方式的改变来感应外部压力。设计了基于MZI光波导的MOEMS压力传感器,探讨了工作原理,分析了弹性薄膜尺寸对应力的影响和波导中TE、TM模式的光对波导折射率的影响。通过设计弹性薄膜的尺寸(a=2 mm,b=1 mm,h=20μm)和选用波长为1.31μm的单模激光,得到传感器的灵敏度为1.84×10-2kPa,半波压力为85 kPa.

一种改善MZI型Interleaver滤波特性新结构的理论研究

根据最近研究的一种改进型光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZ1)型Interleaver存在的问题,提出一种改善其滤波特性的新结构．对其原理和相关参数进行了模拟分析,结果表明新结构的光谱形状与隔离度都比原结构有较大改善,且保持了信道的对称性．本文分析计算的结果对器件的优化设计具有实际的指导意义．

基于MZI的多用途全光纤传感器设计

以细纤芯及包层光纤为传感头,利用简单的熔接方法,制作了一种多用途MZI全光纤传感器。利用一段多模光纤作为模式耦合器激发细光纤包层模式,可实现对外界液面、折射率、温度和轴向应力的测量,同时利用液面灵敏度大小实现对折射率高灵敏度测量的方法,有助于推动光纤传感器在传感领域的广泛应用。

级联MZI带通巴特沃斯微波光子滤波器的设计

随着对MPF(微波光子滤波器)的深入研究,设计的方法和滤波器性能都得到了很大改进,但是对于给定参数实现一些典型结构的MPF的报道却很少。在深入研究数字滤波器和MPF结构的基础上,采用数字滤波器的设计方法,给出了带通巴特沃斯MPF的详细设计过程。利用数字滤波器的设计方法得到了所需带通巴特沃斯MPF传递函数的零点和极点。采用光纤环辅助的MZI(马赫-曾德干涉仪)级联,实现滤波器的传递函数,根据传递函数的零点和极点计算确定了各级联MZI的结构参数:耦合系数、臂长差和环长,并对其进行了仿真验证,结果与带通巴特沃斯MPF设计要求基本一致,并进一步研究了不同结构参数对MPF的影响。

MZI产生光载毫米波的ROF系统

提出一种采用马赫增德尔干涉仪(MZI)产生光载毫米波的光纤无线通信(ROF)系统。该系统采用基带信号与本振信号的混频信号驱动光相位调制器,以产生多边带光信号,用MZI将多边带光信号的重复频率增至2倍。建立了产生光载毫米波的理论模型,并通过仿真试验验证了系统的可行性。结果表明:用40 GHz光载毫米波调制2.5 Gbit/s基带信号,经60 km光纤传输后,眼图清晰可见,功率代价为4.2 dB。

基于SOA-MZI全光异或门的流密码技术研究

利用Opti System软件搭建了基于SOA-MZI全光异或门的流密码加解密系统仿真模型,对10Gb/sRZ码数据信号的全光加解密运算进行了仿真,得知注入加解密系统的信号光功率和SOA偏置电流是影响系统运算性能的两个关键因素。仿真结果表明:原始明文信号经过加解密处理后仍保持了较好的质量,整个加解密系统性能良好,加解密运算效率较高。

基于双SOA-MZI的全光分组头处理方案研究

文章以现有的全光分组头与净荷分离方案为基础,提出一种新颖的基于双半导体光放大器(SOA)-马赫曾德尔干涉仪(MZI)的分组头与净荷分离方案,该方案充分利用了SOA-MZI的非线性特性。并且针对新方案采用数学模型进行了数值和理论分析,结果表明,经过分离装置后的光分组,其分组头和净荷得到不同的相移和增益,从而能够实现对分组头与净荷的有效分离。

基于PCF的可编程MZI多波长滤波器设计

实验证明了一种基于可编程、热控制马赫-曾德尔干涉仪的自由光谱范围(FSR)可调谐梳状滤波器,该滤波器由乙醇填充的单模光子晶体光纤组成,通过选择性地激活独立的加热元件,使用数字热敏机头来调节相位差,从而可以方便对FSR进行数字调谐。该滤波器在较宽的波长范围内,具有周期性平顶通带陡边特征和高消光比。

基于QD-SOA-MZI结构的全光逻辑门的性能优化

基于QD-SOA的XPM效应,用细化分段方法对QD-SOA静态和动态过程建模,采用四阶龙格库塔法格式和牛顿迭代法求解光场传输方程和速率方程,模拟全光逻辑与门的逻辑功能。采用"功率对比度积"这一新型特征参数作为系统优化指标,讨论MZI结构的时延时间、输入光功率等关键参数对此特征参数的影响,快速找到了时延、输入光功率的最优工作点,即当时延为15 ps、输入功率为15 dBm时,全光逻辑与门的性能最优。

基于改进的SOA-MZI全光分组头提取方案

在光域实现分组头的提取是全光分组交换实现的关键技术之一。提出一种基于控制光与探测光同向传输的改进半导体光放大器(SOA)-马赫曾德尔干涉仪(MZI)性能的全光分组头提取方案。该方案利用控制光及探测光分别调节SOA的增益,结合马赫曾德尔干涉仪的干涉原理实现光域净荷抑制和分组头的提取。研究分析了该方案的一组系统优化参数。数值分析和仿真结果表明:在光分组头速率和净荷速率都为100Gbit/s时,提取光分组头的对比度高于18dB。

MZI型MOEMS压力传感器的研究

集成光学压力传感器利用幅度、相位、折射率分布、光程和光波极化方式的改变来感应外部压力。设计了马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型微型光机电系统(MOEMS)压力传感器,探讨了工作原理,分析了弹性薄膜尺寸对应力的影响和波导中TE、TM模式的光对波导折射率的影响。通过设计弹性薄膜的尺寸和选用特定波长的单模激光,得到传感器的工作特性。

谐振微环对MZI型interleaver滤波特性改善的分析

作为新兴的群组滤波技术,interleaver技术与传统的DWDM技术相结合,可以在不增加新光纤及器件技术难度的基础上使原有DWDM系统的复用波长数增加一倍。耦合一个谐振微环到光纤熔锥型非平衡马赫-曾德尔干涉仪型波长交错滤波器系统中,利用微环的相位引入改善交错滤波器的响应函数,选择适当的微环耦合角,使其带通平坦性和阻带抑制比得到改善,理论优化阻带抑制(>40 dB)能得到明显加强。分析微环周长(Lr)与马赫-曾德尔干涉臂差(△L)的关系,指出:波长交错滤波器奇偶输出带宽分配比直接取决于Lr/△L,当Lr/△L=2时,可以实现1:1对称带宽分配特性的交错滤波器;当Lr/△L=0.5时,可以实现1:2非对称带宽分配特性的交错滤波器;最终得到灵活的带宽分配交错滤波器。

一种融合Φ-OTDR和MZI的PCCP断丝监测系统

设计了一种融合相位敏感型光时域反射计(Φ-OTDR)和马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的预应力钢筋混凝土管(PCCP)断丝监测系统。通过引入优化的IQ解调算法,减少了40%以上的数据运算量。实验结果证明该系统的单端测量距离不低于20 km,频率响应不低于20 kHz,空间定位误差在±2 m以内,具备长距离定位断丝故障和分辨振动事件特征频率的能力,为PCCP的全生命周期在线结构健康监测提供了一种可靠的技术手段。

基于SOA-MZI的全光逻辑非门的设计

全光逻辑非门器件是全光信号处理中的核心器件之一,在现代光通信网络中具有重要的应用。提出了一种仅用2个3dB耦合器和2个半导体光放大器(SOA)即可实现全光逻辑非门的设计方法,理论分析了该方法实现全光逻辑非门的原理,并采用光子模拟软件验证了该方法的可行性:系统在比特率为1Gb/s时,Q值可达7.288,且在完成逻辑功能的同时还能实现信号再生。

基于DDF-MZI的高阶孤子脉冲压缩

利用数值计算的方法证明,采用色散渐减光纤(DDF)构成的马赫-曾德干涉仪(MZI)不仅可以压缩高阶光孤子,而且能有效地消除压缩脉冲后的脉座。研究表明:通过灵活地调整MZI的双臂可以获得高质量脉冲;同时得出了使干涉仪具有良好压缩特性的耦合器的功分比范围,这对实验中参数的选取有一定的指导意义;研究还发现,DDF即使选用较大的首末色散比系数,仍然能得到高质量的脉冲。

基于MZI结构的二氧化硅波导模式选择开关

设计并且制备了一种基于马赫-曾德尔干涉仪结构的二氧化硅波导模式选择开关。该器件由不对称定向耦合器及金属电极组成。通过金属电极产生的热场改变单模波导中的模式相位,实现了单模波导中E00模式向多模波导中E10模式的转换。器件采用标准CMOS工艺制备,在调制臂两侧引入空气槽,提高热场调制效率,降低开关功耗。实验结果表明,当输入E00模式时,输出端的串扰小于−17.13 dB,消光比大于16.7 dB;当输入E10模式时,输出端的串扰小于−19.84 dB,消光比大于22.5 dB。模式开关的上升时间和下降时间分别为0.7 ms和1 ms。该模式选择开关在模分复用系统中具有良好的应用前景。

基于MMF-GIF-MMF结构的MZI高灵敏度液体温度传感器

为了便于检测液体温度,设计了一种基于光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)原理,结构为3段多模光纤级联的液体温度传感器。传感器由2段短阶跃多模光纤(MMF)和夹在中间的渐变多模光纤(GIF)组成,2段短MMF充当模式耦合器,GIF充当传感臂。从理论上分析了该传感器输出干涉光谱波谷的中心波长随外界溶液温度变化的规律并进行了相应的实验研究。实验结果表明:液体温度变化范围为20℃~90℃时,中心波长的变化与液体温度变化有单调递增的线性关系,对应的灵敏度为64.14pm/℃;为了进一步提高传感器灵敏度,对传感器的传感臂进行腐蚀,灵敏度增至98.14pm/℃。

一种基于MZI的聚合物光波导加速度计

提出了一种基于马赫增德尔干涉仪(MZI)的聚合物光学波导加速度计。理论推导了MZI结构的传输函数,仿真分析了悬臂梁结构参数与器件灵敏度的关系,制备得到了4μm×4μm单模传输芯层波导的传感芯片。搭建了集成光学加速度测试系统,采用比较校准法对探测器输出电压信号进行标定,实现了传感芯片因施加加速度后输出光强变化的测试,完成了加速度测量。该加速度传感芯片分辨率为10^(-2)g_n,动态范围为±2 gn。

硅基MZI结构光调制器静态消光比

硅基光调制器技术是当前硅基光子学技术领域较为活跃的一个分支。结合硅基光子器件的材料特性和常见横截面波导结构,研究了硅基MZI结构光调制器的静态消光比特性,论述了光调制器发"1"码时所加峰值电压、工作波长选择和移相器几何尺寸对静态消光比的影响。研究表明,光调制器发"1"码时所加峰值电压较小时,消光比的变化量较大;在其他参数相同的情况下,工作波长的选择对光调制器的消光比有很大影响;在调制器尺寸选择方面,倾向于选择两臂较长,但两臂长度差较小的结构,因为此时的消光比较大,同时对工作波长变化不敏感。

并联MZI型IQ调制器的直流偏置特性实验研究

相干光通信下的PDM-QPSK(双偏振复用正交相位键控)技术是光通信网络扩容的有效方式,因而被广泛研究。文章针对MZI(马赫曾德干涉型)IQ(正交)调制器的调制过程建立数学模型,分析了偏置电压及相位条件对调制信号的影响,总结出针对IQ调制器直流偏置特性的快速测试方法及算法思想。实际工程应用表明,该方法快速简单且准确性高。