液晶偏振体光栅及其在增强现实波导显示中的应用

液晶偏振体光栅是一种基于几何相位的布拉格光栅,具有偏振选择性强、衍射效率高、衍射角大以及制备工艺简单等优点,在增强现实系统中具有潜在的应用前景。本文详细介绍了液晶偏振体光栅的工作原理和光学特性,并对其近年来的研究进展进行了总结。重点讨论了液晶偏振体光栅在解决增强现实波导显示中各种关键性问题的研究,展望了其在增强现实波导显示中的应用前景。最后,总结了目前液晶偏振体光栅应用于波导显示领域存在的问题和发展趋势。

细径单模光纤的设计与性能研究

为了提升电力光纤复合架空地线(OPGW)的纤芯容量,研制了180 μm细径单模光纤,从光纤剖面结构设计、优化涂层技术2个方面展开研究,并对180 μm细径OPGW光缆进行衰减、应力-应变、环境等性能验证。实验结果表明:180 μm细径光纤在成缆过程中整体光纤的衰减平稳;光缆拉伸应力-应变性能以及光缆环境性能满足且优于OPGW光缆的电力行业标准要求,具备稳定可靠性及实际应用可行性。

光隔离器用近红外偏振玻璃研究进展

近红外偏振玻璃在近红外波段具备优异的偏振性能、高透过率、低拔插损耗以及优异的耐久性等特征,被广泛用于光通信、光调制器以及激光器等行业。这类材料通过在玻璃内形成长棒状或针状阵列纳米金属颗粒结构来制备,当前主要的制备方法为拉伸还原法。本文详细介绍了近红外偏振玻璃的偏振原理以及性能测试,综述了当前国内外主流的近红外偏振玻璃配方体系及制备工艺研究现状,并对近红外偏振玻璃的发展进行了展望。

CuO对堇青石微晶玻璃析晶行为及微波介电性能的影响

本文采用烧结-析晶法制备了xCuO-(22.2-x)MgO-22.2Al_(2)O_(3)-55.6SiO_(2)(x=0、0.25、0.50、0.75、1.00,摩尔分数)(MAS)微晶玻璃,研究了CuO含量对MAS微晶玻璃析晶行为、晶相种类、微观形貌和微波介电等性能的影响。结果表明,随着CuO对MgO的取代量从0%增加到1.00%,玻璃化转变温度降低,析晶峰温度也表现出降低的趋势,Avrami指数n逐渐增加。微晶玻璃的主晶相为α-堇青石,CuO的加入促进了μ-堇青石在更低温度完成向α-堇青石的转变且有利于热膨胀系数的降低。随着CuO含量增大,微晶玻璃介电常数先增加后减小,介电损耗则是先减小后增加。在650℃/2 h+1050℃/2 h下,CuO含量为0.25%和0.50%的微晶玻璃介电性能综合较优,在14.6~15.2 GHz频率下,介电常数分别为5.05和5.07,介电损耗分别为7.49×10^(-4)和7.12×10^(-4),品质因数分别为20013.35和20786.41 GHz。

低膨胀锂铝硅微晶玻璃烧结-析晶行为与性能研究

本文采用烧结法制备了低膨胀Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(LAS)微晶玻璃,研究了ZnO部分取代Li_(2)O对LAS微晶玻璃显微结构、烧结行为、析晶行为和性能的影响。结果表明,ZnO取代Li_(2)O降低了LAS微晶玻璃起始析晶温度,LAS微晶玻璃在800℃保温10 min时便有大量Li_(2)Al_(2)Si_(3)O_(10)晶相析出,阻碍了玻璃的烧结收缩,而不含ZnO的LAS微晶玻璃在800℃析晶缓慢,有利于烧结致密化。当烧结温度为1100℃时,微晶玻璃的主晶相均为β-锂辉石,其中不含ZnO的LAS微晶玻璃热膨胀系数为1.747×10^(-6)K^(-1),抗弯强度为138.4 MPa,介电常数为3.52,介电损耗为0.0016。

非互易拓扑光子学

拓扑光子学的提出与发展为从根本物理原理上解决传统光学器件易受干扰的问题提供了新思路,基于拓扑保护的新型鲁棒光场调控极大地提高了光学器件的传输效率和稳健性.其中,基于时间反演对称性破缺的非互易拓扑光子学及其手性拓扑态是拓扑光子学的重要分支,其拓扑特性由非零陈数或陈矢量表征,表现出超越互易拓扑光子学的严格拓扑保护鲁棒性.本综述将重点介绍非互易拓扑光子学在探索新奇物理现象(手性/反手性边界态、反常非互易拓扑边界态、三维光学陈绝缘体、磁性外尔光子晶体等)和构建非互易鲁棒拓扑光学器件(单向光波导、宽带慢光延迟线、任意形状拓扑激光器、大轨道角动量相干光源等)等方面取得的显著成果.最后对非互易拓扑光子学的发展现状、潜在挑战以及可能取得的突破进行了展望.

5G基站用光电混合缆结构和工艺的改进

为解决光电混合缆生产时缆芯不圆整的问题,改进了蝶形光缆的结构和绞合工艺。结果表明,改进后光电混合缆成缆圆整紧凑,缆芯直径减小,相同护套厚度的情况下,电缆外径由原来的7.8 mm减小至7.5 mm,节约了护套材料用量。

C+L波段全覆盖高增益掺铒光纤放大器

通过增加光纤放大器的增益带宽,可以有效提升光纤通信系统的传输容量。目前,C+L波段掺铒光纤放大器(EDFA)通常采用C波段和L波段EDFA并联的方式,但这种方法会在两个增益波段之间产生带宽“死区”。为了解决这一问题,以Bi/Er共掺石英光纤作为主要增益介质,在二级双程放大结构的基础上,通过插入波长匹配的长周期光纤光栅进行“削峰补谷”操作,成功拓展了增益带宽。这种新型的C+L波段全覆盖高增益掺铒光纤放大器,其25 dB增益带宽和20 dB增益带宽分别达到了78 nm(1529~1607 nm)和85 nm(1527~1612 nm),最高增益可达51.2 dB,同时噪声系数降至3.9 dB。该研究不仅消除了C+L波段EDFA的带宽“死区”问题,而且通过结合长周期光纤光栅,实现了单个EDFA对C+L波段的高增益全覆盖。该EDFA有望在未来高容量长距离光纤传输系统中获得重要应用。

放大自发辐射辅助泵浦的L波段扩展掺铒光纤放大器

近年来,L波段扩展的掺铒光纤放大器(LE-EDFA)由于能增加光纤传输带宽而成为研究热点,但该放大器所需增益光纤较长,普遍存在泵浦转换效率低、增益水平不高等问题。将反向放大自发辐射(ASE)辅助泵浦技术应用于LE-EDFA增益提升研究,发现反向ASE在泵浦功率较低或铒镱共掺光纤(EYDF)较长的情况下,可以大幅度提高LE-EDFA的增益水平,提高量可达5.1 dB~16.7 dB。采用反向ASE辅助泵浦结合预放大技术,在550 mW的较低总泵浦功率情况下,实现了1570~1610 nm范围内高于20 dB的增益、低于6 dB的噪声系数,并且1620 nm处的增益尚达13.7 dB。与其他已报道LE-EDFA相比,反向ASE辅助泵浦的LE-EDFA在较低的泵浦功率情况下实现了等同的增益水平,具有泵浦转换效率高、制备成本低等优势,有望广泛应用于高容量光纤传输系统。

高增益二级双程L波段扩展掺铒光纤放大器

近年来,L波段扩展掺铒光纤放大器(EDFA)由于能覆盖更宽的波长范围而备受关注,但其增益水平普遍较低。本文采用1480 nm激光泵浦Er/Yb/P共掺光纤,结合双程放大和预放大技术,研制了高增益的L波段扩展EDFA。实验装置在1556~1621 nm的65 nm范围内获得高于20 dB的增益,最大增益达48.8 dB(1566 nm),30 dB增益带宽达58 nm(1558~1616 nm),噪声系数在1580~1610 nm范围内低于5.8 dB。该研究工作有效提高了L波段扩展EDFA的增益水平,并将噪声系数控制在较低的范围,可有效提升常规光纤通信系统的传输带宽和容量。