摘要：针对微波光子系统对片上高速调制器件的使用需求,基于铌酸锂材料的线性电光效应,研究通过开展片上器件的光电联合仿真设计,利用与CMOS工艺相兼容的半导体器件制备方法,将低损耗铌酸锂波导、高效耦合模斑转换器、高频微波信号传输线等片上光电器件集成在绝缘体上的铌酸锂(LNOI)晶圆上,实现调制器芯片的片上集成化;采用微光学耦合工艺实现芯片实现光纤阵列的光信号输入输出;采用引线键合方式实现芯片-薄膜电阻-射频接头的阻抗匹配和电信号低损传输;最后采用平行封焊完成芯片-光纤-管壳的气密性封装,以提高调制器的可靠性和环境适应性。测试得到器件光功率插损15 G(@3 dB),动态半波电压<6 V(@10 GHz),满足光电振荡器等相关微波光子器件的应用需求。

摘要：传统的傅里叶红外光谱成像设备(FTIR)所用的干涉仪体积较大,变间隙法布里-珀罗干涉仪(F-P干涉仪)以其小体积紧凑型的优点解决了传统FTIR设备的小型化问题。但由于变间隙F-P干涉仪内部光学镜片在安装时需要将镜片紧密贴合在一起,其紧固力可能对镜片局部施加力使得镜片产生形变,从而影响所得到的光谱数据的精确度。以某型基于变间隙F-P干涉仪的红外成像光谱设备为例,通过Zygo激光干涉仪测量F-P干涉仪镜片在紧固后的受力形变,建立干涉仪形变仿真模型。通过仿真模型分析,明确了F-P干涉仪的形变会导致光谱响应强度和波长准确度的下降,为后续对F-P腔的结构优化设计指明了方向。

摘要：为了实现低频段太赫兹高斯波束整形为大尺寸平顶波束,提出了一种利用双相位板结构设计大尺寸平顶波束整形系统的方法。基于Input-Output算法,利用角谱理论计算系统参数,同时对所设计系统进行了数值仿真并搭建了实验系统,验证了出射光场的横向强度分布是否符合预期。结果表明,所设计的双相位板整形系统能够成功将0.1 THz高斯波束转换为百毫米尺寸的平顶波束,仿真结果与理论较为接近,证明了设计系统的合理性。实验中波束直径达到228 mm,虽存在部分能量泄漏,但是平坦程度很好,相对均方根甚至优于理论和仿真结果,可达89%以上,充分说明了设计方法的有效性。

摘要：为了获得更高的输出功率,开展了四路高功率微波合成器的设计与研究。运用极化正交模式耦合的方法,以及TE11模有垂直和水平两种耦合系数相差极大的极化状态,设计并验证两路三通道耦合器中电磁波相同模式和相同极化方向耦合及能量传输,最后在它们的理论与仿真基础上,设计一种可行的四路高功率微波合成器结构,使四路高功率微波利用波导合成并输出。该高功率微波合成器主要由输入段、耦合段及输出段三部分组成,合成器有四个输入段,并且与四个输入端口相连,四个输入段部分为副波导通道;主通道为输出段,与输出端口直接相连。四个副通道分别利用各自与主通道之间的狭长耦合缝将能量耦合到主通道中,经主通道输出口输出。利用电磁仿真模拟软件,副通道的能量耦合效率能够达到95%以上,可以有效实现四路微波高效合成,为功率合成器提供一种应用途径。