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新型方向耦合器大功率高速光波导探测器原理研究

《新型方向耦合器大功率高速光波导探测器原理研究》是依托电子科技大学,由余学才担任醒目负责人的面上项目。

新型方向耦合器大功率高速光波导探测器原理研究基本信息

新型方向耦合器大功率高速光波导探测器原理研究结题摘要

已研制出方向耦合光波导探测器。器件性能与参数正在测试中。 项目研究工作获得如下重要结果:1.当方向耦合器的1阶超模和0阶超模的吸收长度相等且等于1/2耦合长度时,光波导探测器的性能最优,能够获得最大的光电流;2.采用特定的输入波导,能够有效减小波导前端的非正常吸收,从而有效减小波导前端的过热;3.崖层对电子加速通过耗尽层有重要作用;4;导带非连续性对3dB带宽有交大影响;5.采用双吸收层的对称结构会有更好结果;6.一种特殊原理的大尺寸单模波导可以大幅度增加波导横向尺寸,从而有效提高器件光电流;7.采用行波结构可以彻底颠覆器件的物理限制。 本项目根据以上研究结果,设计了超模匹配光波导探测器。项目克服了材料生长、器件刻蚀、电极制作等加工中的若干困难,成功研制出超模匹配光波导探测器。 项目下一步研究工作将研制大横向尺寸的行波光波导探测器,实现瓦级微波功率的光波导探测器。 2100433B

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新型方向耦合器大功率高速光波导探测器原理研究造价信息

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功率耦合器

  • OHQ-450
  • 13%
  • 北京紫火科技发展有限公司
  • 2022-12-06
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总线耦合器

  • 品种:总线耦合器;说明:第三方机械开关面板或弱点开关面板接头Nelnet总线的接口元件,最多可以接入五个按键;规格型号:MLH-K101;功
  • 美莱恩
  • 13%
  • 北京金石堂科技有限公司
  • 2022-12-06
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耦合器

  • ST耦合器
  • 13%
  • 深圳市鸣人伟业电子科技有限公司
  • 2022-12-06
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耦合器

  • 559515-2产品说明:耦合器;
  • 思科
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  • 深圳市阔宏电子科技有限公司
  • 2022-12-06
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耦合器

  • LC描述:单模双工耦合器,异型耦合器;说明:法兰盘;
  • 贝丝
  • 13%
  • 郑州贝丝光纤设备有限公司济南办事处
  • 2022-12-06
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光纤耦合器

  • LD-8309
  • 湛江市2005年2月信息价
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光纤耦合器

  • LD-8309
  • 湛江市2005年1月信息价
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线路耦合器LK/S4.2

  • 肇庆市2008年1季度信息价
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线路耦合器LK/S4.1

  • 肇庆市2008年1季度信息价
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线路耦合器LK/S4.3

  • 肇庆市2008年1季度信息价
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大功率耦合器

  • 常规
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大功率无线探测器

  • 3690台
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耦合器

  • 耦合器
  • 328根
  • 1
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  • 高档
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耦合器

  • 耦合器
  • 104个
  • 3
  • 康普、中航光电、清华紫光
  • 高档
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耦合器

  • 耦合器
  • 144根
  • 3
  • 康普、中航光电、清华紫光
  • 高档
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  • 2021-03-17
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新型方向耦合器大功率高速光波导探测器原理研究项目摘要

大功率高速光探测器是ROF系统的关键器件,ROF系统的广泛应用,需要既有足够大功率、又有足够高响应速度或足够宽带宽的光探测器。本项目针对光探测器输出微波功率较低的问题,研究具有方向耦合器结构的新型光波导探测器,在不牺牲探测器响应速度前提下,使探测器光电流有效增加,从而具有大功率输出能力。主要研究内容为:研究方向耦合器的零阶超模和一阶超模所满足的条件,在该条件下光电流可以大幅度增加;设计出满足该超模条件的方向耦合器的波导结构;分析单载流子的输运过程,确定载流子渡越时间和饱和效应与单载流子膜系的关系;研究有源方向耦合器的超模非正交性、幽灵模现象以及模式畸变等特性;实现所设计原理器件的MOCVD外延层生长和加工制作,并对器件的主要指标进行测试。通过这些研究工作,建立方向耦合器大功率高速光波导探测器的设计原理,为大功率高速光探测器找到一条切实可行的技术途径。

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新型方向耦合器大功率高速光波导探测器原理研究常见问题

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新型方向耦合器大功率高速光波导探测器原理研究文献

非对称Y分支光波导分路器的设计 非对称Y分支光波导分路器的设计

非对称Y分支光波导分路器的设计

格式:pdf

大小:390KB

页数: 3页

 在分析了非对称Y分支平面光波导理论的基础上,利用BPM算法,对Ti∶LiNbO3分支波导进行了计算和仿真,得到了其分叉角与功率分配的关系;同时对几个Y分支级联所构成的非对称分路器进行了研究,结果表明利用非对称光分路器分配光功率,可以满足不同用户的需求。这为制作光分支器提供了一种新的设计思路。

新型S形光波导低弯曲损耗路径设计 新型S形光波导低弯曲损耗路径设计

新型S形光波导低弯曲损耗路径设计

格式:pdf

大小:390KB

页数: 4页

为了降低光波导中的弯曲损耗,从理论上分析了光波导的弯曲损耗、过渡损耗产生的根源,并以此为依据推导出符合弯曲、过渡低损耗的5次,6次,7次,8次和9次幂函数表达式。由MATLAB和MAPLE工具软件计算可知,9次幂函数的图形曲线最圆滑,当取h=125μm,L=800μm(高分支比)时其弯曲损耗可以减小到4.57dB,与传统常用的余弦函数和反正弦函数进行比较,在相同条件下弯曲损耗有了明显的降低。结果表明,所设计的1×4光功分器优化路线,传输性能优良,分配均匀。这为以后Y分支光波导的制作有很好的指导意义。

光波导原理与器件目录

绪论

第1章 光波导原理与器件概述

1.1 导波光学的发展

1.1.1 导波光学基本概念

1.1.2 导波光学产生及发展过程

1.2 导波光学系统构成及优点

1.2.1 导波光学系统构成

1.2.2 导波光学系统优点

1.3 光波导器件的进展

1.3.1 光波导宽带光调制器

1.3.2 光波导开关

1.3.3 光波导频谱分析器

1.3.4 高密度信息读取器

1.4 光波导技术研究热点和发展趋势

1.4.1 光波导技术的研究热点

1.4.2 光波导技术的发展趋势

小结

习题

第2章 光波导的理论基础

2.1 光波导种类

2.1.1 按形状分

2.1.2 按折射率分布分

2.2 光波导的射线光学理论

2.2.1 平面(板)光波导简介

2.2.2 射线光学模型

2.2.3 光入射到介质界面处的基本定律

2.2.4 全反射时的相移

2.2.5 平面光波导的导模

2.2.6 模式本征方程的图解

2.2.7 应用实例

2.3 古斯·汉欣线移和有效厚度原理

2.3.1 古斯·汉欣线移

2.3.2 有效厚度

2.4 光波导的电磁理论

2.4.1 电磁过程的基本方程

2.4.2 平面光波导中的亥姆霍兹方程

2.5 折射率突变光波导的基本解

2.5.1 te导模的场分布

2.5.2 模式本征方程

2.6 折射率渐变光波导的基本解

2.6.1 平方律折射率分布

2.6.2 指数律折射率分布

2.7 条形介质光波导的基本解

2.7.1 马卡提里近似

2.7.2 exm,n模式分析

2.7.3 eym,n模式分析

2.7.4 有效折射律法

2.8 圆柱形介质光波导的基本解

2.8.1 光纤导模的基本解

2.8.2 导引模的截止条件

小结

习题

第3章 光波导元器件和传感器

3.1 光路变换器

3.1.1 光波导棱镜

3.1.2 端面反射镜

3.1.3 弯曲光波导

3.2 功率分配器

3.2.1 单模光波导型功率分配器

3.2.2 多模光波导型功率分配器

3.3 光波导偏振器

3.3.1 金属包层

3.3.2 各向异性晶体

3.4 模分割器和模变换器

3.4.1 方向耦合器型模分割器

3.4.2 三层结构分支光波导

3.4.3 y形分支光波导模分割器

3.4.4 模变换器

3.5 光波导型透镜

3.5.1 模折射率透镜

3.5.2 短程透镜

3.5.3 费涅耳透镜

3.5.4 微透镜阵列

3.6 光波导传感器

3.6.1 光波导温度传感器

3.6.2 光波导压力传感器

3.6.3 光波导微位移传感器

3.6.4 光波导振动传感器

小结

习题

第4章 光波导的制备技术

4.1 光波导制作概述

4.1.1 光波导导光薄膜材料

4.1.2 光波导制作难点

4.1.3 材料与制作技术

4.1.4 光波导的结构、制作方法和特性

4.2 光波导衬底材料及加工

4.2.1 光波导衬底材料

4.2.2 衬底材料的加工

4.3 无源材料光波导的制备技术

4.3.1 淀积技术

4.3.2 置换技术

4.4 有源材料光波导制备技术

4.4.1 外延生长技术

4.4.2 减少载流子浓度技术

4.5 光路几何图形的加工工艺

4.5.1 集成光路设计和加工工艺

4.5.2 光路几何图形设计和加工工艺

4.6 光刻技术

4.6.1 光致抗蚀剂

4.6.2 涂布抗蚀剂

4.6.3 曝光方式

4.6.4 显影和坚膜

4.6.5 脱膜和腐蚀

4.7 电子束扫描曝光法

4.7.1 电子束致抗蚀剂

4.7.2 电子束扫描曝光系统构成和特点

4.8 光波导加工技术

4.8.1 脱膜法

4.8.2 腐蚀法

4.9 条形光波导的制作方法

4.9.1 条形光波导的结构及制作方法

4.9.2 埋入型条形光波导的制作工艺流程

4.9.3 脊型条形光波导的制作工艺流程

4.9.4 加载型条形光波导的制作工艺流程

4.10 条形玻璃光波导的制作

4.10.1 埋入型条形玻璃光波导

4.10.2 脊型玻璃光波导

4.10.3 加载型玻璃光波导

4.11 条形linbo3光波导的制作

4.11.1 ti扩散linbo3光波导

4.11.2 质子交换linbo3光波导

4.11.3 linbo3光波导电极的制作

小结

习题

第5章 光波导耦合理论与耦合器

5.1 光波导耦合的基本理论

5.1.1 模式耦合方程

5.1.2 光波导耦合的微扰理论

5.2 导模与辐射模的耦合

5.2.1 导模与辐射模耦合分析

5.2.2 输出耦合

5.2.3 输入耦合

5.3 棱镜耦合器

5.3.1 棱镜耦合器的工作原理

5.3.2 棱镜耦合实验

5.4 光栅耦合器

5.4.1 光栅耦合器的工作原理

5.4.2 光栅耦合形成导波的条件

5.4.3 光栅的制作方法

5.5 楔形光波导耦合器

5.5.1 楔形光波导耦合器的工作原理

5.5.2 楔形耦合模型

5.6 光波导耦合的其他方法

5.6.1 直接聚焦耦合

5.6.2 直接对接耦合

小结

习题

第6章 光调制和光波导调制器

6.1 光波导调制技术概述

6.1.1 几个基本概念

6.1.2 光调制的评价指标

6.2 调制光的光谱分析

6.2.1 调幅光频信号频谱

6.2.2 频率调制的频谱

6.2.3 相位调制的频谱

6.2.4 强度调制的频谱

6.2.5 脉冲调制的频谱

6.3 电光调制技术

6.3.1 几个基本概念

6.3.2 线性电光效应

6.3.3 电光相位调制

6.3.4 电光强度调制

6.3.5 电光高频调制

6.3.6 行波电光调制

6.3.7 电光偏转

6.4 声光调制技术

6.4.1 几个基本概念

6.4.2 拉曼·奈斯衍射

6.4.3 布拉格衍射

6.4.4 声光调制器

6.4.5 声光偏转

6.5 光波导调制器

6.5.1 基本机理

6.5.2 电光波导调制器

6.5.3 声光波导调制器

小结

习题

第7章 光纤和光纤技术

7.1 光纤产生及应用

7.1.1 光纤初始阶段

7.1.2 光纤实用阶段

7.2 光纤的种类和结构

7.2.1 光纤的种类

7.2.2 光纤的结构

7.3 光纤的制作技术

7.3.1 光纤材料

7.3.2 光纤预制棒制备

7.3.3 光纤拉丝

7.3.4 光纤涂覆

7.4 折射率突变光纤的光线理论分析

7.4.1 光纤中的光线

7.4.2 光纤的数值孔径

7.4.3 子午光线的时延差

7.5 折射率渐变光纤的光线理论分析

7.5.1 平方律光纤(自聚焦光纤)

7.5.2 光线在光纤中的传播轨迹

7.6 光纤的损耗

7.6.1 吸收损耗

7.6.2 散射损耗

7.7 光纤的色散

7.7.1 光纤色散的种类

7.7.2 光波导色散

7.7.3 多模色散

7.7.4 材料色散

7.8 光纤传感技术

7.8.1 光纤传感器的基本原理

7.8.2 光纤传感器的优点

7.8.3 光纤传感器的种类

7.9 光纤通信技术

7.9.1 光通信技术的基本原理

7.9.2 光纤通信的特点

小结

习题

附录a 常用术语

附录b 习题参考答案

参考文献

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新型保偏光纤光栅耦合器研究基本信息

批准号

60507010

项目名称

新型保偏光纤光栅耦合器研究

项目类别

青年科学基金项目

申请代码

F0502

项目负责人

杨华勇

负责人职称

教授

依托单位

中国人民解放军国防科技大学

研究期限

2006-01-01 至 2008-12-31

支持经费

24(万元)

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耦合器工作原理

原理类比:

老张的南北两侧的白菜地各分了3份,老张希望通过一次性水道改动,每份地从主干水道上获得一小部分水流,水流速度和其他的地尽量相同,如图1所示。这样老张就可以在树荫下歇一段时间,不用再做任何的水道改动,所有的地同时浇完。

耦合器是从无线信号主干通道中提取出一小部分信号的射频器件,如图2所示,与功分器一样都属于功率分配器件,不同的是耦合器是不等功率的分配器件。耦合器与功分器搭配使用,主要为了达到一个目标—使信号源的发射功率能够尽量平均分配到室内分布系统的各个天线口,使每个天线口的发射功率基本相同。

理想耦合器的输入端口功率等于耦合端口功率与输出端口功率之和,以瓦特(W)为单位,即

如图3所示。

耦合器的重要指标是耦合度和插损。耦合度是耦合端口与输入端口的功率之比,以dB表示的话,一般是负值。耦合度的绝对值越大,相当于拿走的东西越少,自然耦合器的损耗就越小。插损是输出端口与输入端口的功率之比。耦合度的绝对值越大,插损的绝对值越小。

以dB表示的话,有下列关系:

那么,耦合器的插损(dB)和耦合度(dB)的关系可以表示为:

实例:

一个耦合度为−10dB的耦合器,它的插损就为−0.5dB。取绝对值,再考虑到介质损耗,一般插损会更大一些,不同厂家不一样,一般插损可取0.7dB左右。

假若输入端口功率为15dBm,那么这个耦合器的耦合端口的功率就是15dBm-10dB=5dBm,输出端口的功率就是15dBm-0.7dB=14.3dBm。

在此很多人会问这样一个问题:5dBm 14.3dBm>15dBm,能量不守恒,为什么?原因很简单,以dBm为单位的数量不能相加。

在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光,光的强度取决于激励电流的大小,此光照射到封装在一起的受光器上后,因光电效应而产生了光电流,由受光器输出端引出,这样就实现了电一光一电的转换。

⒈工作特性(以光敏三极管为例)

光电耦合器内部共模抑制比很高。因为发光管和受光器之间的耦合电容很小(2pF以内),共模输入电压通过极间耦合电容对输出电流的影响很小,因而共模抑制比很高。

⒉输出特性

光电耦合器的输出特性是指在一定的发光电流IF下,光敏管所加偏置电压VCE与输出电流IC之间的关系,当IF=0时,发光二极管不发光,此时的光敏晶体管集电极输出电流称为暗电流,一般很小。当IF>0时,在一定的IF作用下,所对应的IC基本上与VCE无关。IC与IF之间的变化成线性关系,用半导体管特性图示仪测出的光电耦合器的输出特性与普通晶体三极管输出特性相似。

⒊光电耦合器可作为线性耦合器使用

在发光二极管上提供一个偏置电流,再把信号电压通过电阻耦合到发光二极管上,这样光电晶体管接收到的是在偏置电流上增、减变化的光信号,其输出电流将随输入的信号电压作线性变化。光电耦合器也可工作于开关状态,传输脉冲信号。在传输脉冲信号时,输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间,不同结构的光电耦合器输入、输出延迟时间相差很大。

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