摘要：传统的微波源主要由行波管、磁控管、返波管等电真空器件实现,但因其工作电压高、功耗大、体积大,导致在使用安全性、利用效率和便携性等方面存在不足。而微波固态源由于具有效率高、谐波抑制性能好、稳定性高等优点,正逐步替代传统微波源,有着很好的发展空间。设计了一种紧凑型大功率微波固态源,采用锁相环作为信源,通过三级功放级联对微波信号进行逐级放大,最终输出频率为915 MHz、功率为300 W的微波信号。测试结果表明该固态源的工作效率≥70%,二次谐波抑制≤-40 dBc,三次谐波抑制≤-50 dBc。该设计在微波加热和解冻等方面具有很好的应用前景。

摘要：为提高光通信系统的物理层安全性能,设计并实现了一种基于双驱马赫-曾德尔调制器的加密调制一体化方案,该方案利用双驱马赫-曾德尔调制器中的矢量调制机制对明文和密钥在光域中进行异或加密操作,同时实现了加密和调制的功能复用。阐述了所提方案的基本工作原理和提升加密信号消光比的优化过程,并基于所提方案成功研制了加密调制一体化发射样机。实验结果表明,所提方案可以对传输速度为32 Gb/s的信号实现调制和加密,且信号消光比高达13.2 dB。仿真结果表明,在不同传输距离下,所提方案的接收信号消光比相比普通通断键控(OOK)系统有明显的提升。

摘要：普通的阶梯阻抗低通滤波器滚降系数一般低于80 dB/GHz,阻带抑制小于20 dB,使其应用受到较大限制;文中首先从理论上分析并设计了具有宽阻带优势的阶梯阻抗滤波器,然后引入扇形短截线结构提高滚降系数,设计了一款通带为0~6 GHz的高滚降宽阻带的微带低通滤波器。利用ADS和HFSS分别对滤波器进行了建模、仿真和优化;最后采用RO4003板材加工并对实物进行了测试。测试结果显示,所设计的滤波器3 dB截止频率为6.02 GHz,滚降系数为123 dB/GHz,阻带6.24~20 GHz,阻带抑制大于30 dB。

摘要：本论文提出了氮化镓基有源体系的异质结构光子晶体谐振腔,以实现高品质因子和小模场体积的有源集成蓝光谐振。通过能带分析,明确了异质结构光子晶体谐振腔的工作机理。基于光子晶体的能带带边和带隙原理,实现了光子面内反馈、高品质因子谐振和面外垂直发射。基于时域有限差分方法,研究了核心区和包层区不同谐振腔参数下的谐振特性。讨论了微腔结构与谐振品质因子、腔损耗、谐振频率及模场体积等的影响关系。研究表明,通过异质结构可以有效地降低面内谐振损耗,实现了有源集成型蓝光波段的Purcell因子达到769,模场体积为0.7(λ/n)3。该研究为蓝光波段高Q/Vm谐振腔的设计开辟了道路,同时为具备优异谐振特性的异质结构光子晶体微腔的研究奠定了方法和理论基础。

摘要：本课题组设计了一种用于硅基外延激光器的对称负极芯片结构,与传统共面电极芯片结构相比,该结构大幅降低了硅基激光器的微分电阻,使激光器性能显著提升。采用该电极结构以及基于无偏角Si(001)衬底的量子点激光器外延材料进行了激光器芯片制作。芯片尺寸为1500μm×50μm的激光器的微分电阻仅为1.52Ω,单面输出光功率可达70 mW。实验结果表明:相比于传统共面电极芯片结构,该芯片结构可将器件的微分电阻降低约75%;当注入电流从1.2倍阈值电流增大到2.8倍阈值电流时,激射波长红移量减少了约77%,特征温度由27.2 K提高到43.4 K,斜率效率增大了约26.4%,最大光电转换效率增大了约4.7倍。所设计的芯片结构方案为制作高性能硅基外延激光器提供了一种优化的技术途径。

摘要：本文设计了一种基于磁流体的回音壁模式(Whispering Gallery Mode,WGM)微腔磁场传感方案,并进行了实验验证.利用WGM微泡腔天然的微流控通道,可以直接向微腔中注入磁流体,使磁流体与WGM倏逝场充分地相互作用.通过仿真分析了注入磁流体前后WGM光场分布的变化以及微泡腔壁厚对传感灵敏度的影响;实验上,制备了微泡腔,并进行了磁场传感实验研究.当施加的外界磁场逐渐增大时,磁流体的折射率随之增大,导致微泡腔共振波长红移,在6–22 mT的磁场强度范围内,测得该磁场传感器的灵敏度为2.15 pm/mT,探测极限(即最小可探测的磁场变化量)约为0.03 mT.当磁场强度达到22 m T时,磁流体折射率达到饱和值,此时继续增大磁场强度,谐振波长不再偏移.本文制备的磁场传感器具有成本低、易于制备、可靠性高的优势,在磁场检测领域具有重要的应用价值.

摘要：针对工业应用无源光网络开发周期长,灵活性差的缺陷,提出利用现场可编程门阵列内部集成的高速串行收发器代替外接物理层芯片的设计方案。改进分层设计模型和数据帧结构,突发同步字符长度可根据光线路终端收发器突发同步性能在线重配置。板级验证结果表明,系统能够在3.125 Gbit/s速率下完成数据帧接收和突发模式发送,具有兼容性高、复杂度低等诸多优势。

摘要：从室内可见光通信(Visible Lighe Communication,VLC)技术着手,提出了一种点对点式的室内实时全双工可见光通信上网系统,介绍了该系统的总体设计方案。搭建了一套完整的基于LED可见光通信的实时全双工上网系统,并对提出的设计方案进行了测试验证。

摘要：概述了2μm波段新型光纤技术的概念和优势,分别从2μm波段新型光纤的结构设计、2μm波段光通信系统中的关键器件、调制解调及波分复用技术3个方面综述了其发展历程与研究现状,最后总结了2μm波段新型光纤技术的发展趋势和应用前景。

摘要：分布式光纤传感系统由于其分布式和不易受电磁干扰的特点,被广泛应用于管道泄露、海洋检测和安全生产等领域。设计了一套基于迈克尔逊干涉仪的分布式光纤传感系统,通过对振动信号的采集和处理进行预警和定位。系统通过冲击性激励和周期性激励来探测振动信号,可以根据需要设置相应的防区数量,每个防区都可以实现150 m到2000 m固定范围中小振动信号的探测,且连续触碰、敲击两次以上探测率接近100%。网络传输单元以STM32F103为主控芯片,运用窄带物联网(NB-IoT)技术实现了传感系统的同步和通过移动设备实时查询的功能。