摘要：耳语回廊模式(WGM)微腔具有品质因子高、模式体积小、制作工艺简单多样、同时对周围环境敏感性极高等优点,已被广泛应用于传感和检测.然而,真正的尺寸可控的三维微腔却少有报道.本文报道了一种有源回音壁模式微球腔,由商业光刻胶 SU-8 作为腔体材料,有机染料罗丹明 B 作为增益介质.利用飞秒激光双光子聚合,可以得到尺寸精确可控的真三维微球激光器.同时,由于有机染料的特殊发光机理,随着环境温度的变化,染料荧光带飘移,且会与腔体本征模式形成新的共振激发.在一定温度变化范围内(20 ℃- 35 ℃),微球激光器的主激射峰波长与温度呈类线性相关.研究结果对合理设计具有理想性能的小型化激光器具有积极的启发.

摘要：结合有机聚合物材料和无机SiO2材料,设计一种1×2多模干涉—马赫曾德尔干涉仪热光开关,优化器件参数,并对其性能进行模拟.利用化学气相沉积、光刻等工艺制备热光开关,并对其波导形貌进行表征.为了测试器件性能,采用ARM7处理器和InGaAs光电探测器,设计并研制了一种光开关性能测试系统.该系统主要由低纹波线性供电电源、光电探测器、前置放大器、主放大器、信号调理器、模数转换器、主控制器、显示器等构成.采用商用光功率计对该测试系统进行标定,其零点漂移小于0.5dBm.在光开关电极上施加不同的直流驱动电压,作为对比,利用自主研制的光功率计和商用光功率计分别测试光开关某端口的输出光功率.实验结果表明,两种情况下测得曲线的变化趋势一致,均在驱动电压为10V时,输出光功率达到最小值.该测试系统具有良好的性能,可满足实际测试需要.

摘要：以TMS320F28335为控制核心,设计了一种用于驱动半导体激光器的数控电流源。电源的外围电路包括指示灯模块、语音模块、LCD模块以及键盘控制模块。语音与指示灯模块负责系统工作状态提示,LCD负责显示实际电流以及目标电流,键盘模块负责电源的启动、关闭、电流设置、电流步进等操作。电路设计中利用深度负反馈原理来提高系统的稳定度,设计了双MOS管进一步减小漏电流引起的偏差(小于0.5%),优化了电压—电流线性度;软件设计中采用了PID算法缩短了系统的动态平衡时间;系统具有完备的保护措施,如防上电/断电冲击保护电路、延时软启动电路、过流保护电路以及纹波抑制电路,保证了激光器稳定可靠地工作。在激光器的驱动测试过程中,激光器工作状态稳定,中心波长未出现漂移,驱动电流无毛刺出现。

摘要：通过异质核诱导,利用溶剂热法在较低温度下合成了具有疏水表面的上转换发光稀土核-壳Na YF4/Na Lu F4∶20%Yb,1%Tm纳米粒子,并利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、傅里叶变换红外吸收光谱仪以及荧光光谱仪等测试设备对其进行了结构、形貌和上转换光谱的表征。测试结果表明,纳米粒子核为立方相,壳层为六角相。核-壳型纳米粒子的尺寸平均在20 nm以下,分布较为均匀。在980 nm近红外光激发下,核-壳型纳米粒子发射出较强的紫色和紫外荧光,且发光强度明显高于同尺寸立方相Na Lu F4∶20%Yb,1%Tm纳米粒子。这表明利用异质核诱导的方法制备的核-壳型纳米粒子在生物医学领域具有更高的应用价值。

摘要：设计了一种高线性度、无偏置聚合物Y型耦合器电光调制器,它由Y型分束器、Y型合束器、两节推挽极化电光耦合波导构成的电光区和一个微带行波电极构成,给出了器件结构并对其参数做了优化。通过对施加的电学调制信号做傅里叶变换并结合器件的传递函数,给出了一种新型数值方法来建模和表征器件的静态和动态特性,推导并得到了器件的状态函数、静态响应、调制响应、三阶内调响应等表达式。计算和分析结果显示,器件的半波电压为2.69V;3dB调制带宽约为143GHz;当调制系数为1%~10%时,基频信号对器件所产生三阶内调噪声的抑制比为60dB^90dB。所给出的理论和相关公式也可用于具有Y型耦合器结构的类似电光器件(如电光开关)的设计、建模和分析。

摘要：为了探究生长温度对外延Zn O纳米结构的影响,得到Zn O纳米结构可控生长的生长温度条件。利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法,设计并获得了不同生长温度的Zn O外延样品,并对所有样品进行了表面形貌、光学特性、电学特性表征和结晶质量表征。实验结果表明:600℃生长的Zn O纳米柱横向尺寸最小,为65 nm左右,其光学特性也相对较好,晶体衍射峰的半峰宽最小,为0. 165°,晶粒尺寸最大,为47. 6 nm;电学性质相对最优的为640℃生长的Zn O样品,霍尔迁移率高达23. 5 cm^2/(V·s)。通过结果分析发现,生长温度能影响外延Zn O的生长模式,从而影响Zn O的形貌、光学、电学和晶体质量等特性。

摘要：设计了一种温室二氧化碳(CO_2)浓度监控系统,该系统由传感器节点、CO_2浓度调控节点、无线通信网络和上位机软件平台构成。采用红外CO_2测量模块S300作为传感器节点的核心模块对温室CO_2浓度进行实时测量,并将采集到的CO_2浓度、温湿度、光照等环境信息通过无线网络传输至上位机软件平台,实现了对温室环境的远程监控。上位机软件平台对采集到的环境参数进行处理、信息网络同步,并通过模糊PID算法对温室内CO_2浓度进行智能调节。在通信过程中,传感器节点实时采集接收信号强度(RSSI),在保证数据传输质量的同时有效调整无线发射功率以延长节点寿命。在实验室条件下配备了标准浓度的CO_2气体样品对设计的传感器节点性能进行了标定和表征,结果显示,该传感器对CO_2体积分数的检测下限小于5×10^(-5);对体积分数为3×10^(-4)和6.5×10^(-4)的CO_2气体样品分别进行了10 h的长期测量,相对波动小于2.6%。将该监测系统在吉林省长春市双阳区奢岭镇国信采摘园进行了现场调控试验,试验温室面积为640 m^2,设定温室中CO_2的目标体积分数为8×10^(-4),经调控后温室中CO_2体积分数的波动范围约为(8±0.42)×10^(-4)。该CO_2监测系统具有小型化、高性价比、高测量精度等优势,实现了信息的智能化管理与远程同步,以及温室内CO_2浓度的智能调控。

摘要：为保证分布反馈激光器在一氧化碳气体浓度检测中能满足长时间工作稳定性、输出波长随温度线性变化、温度调节快速响应等要求，设计并研制了一种分布反馈激光器温控系统。该系统采用数字信号处理器与数模转换芯片设定温度，利用热电制冷器控制芯片调节激光器温度，采用模拟比例积分微分（PID）算法完成激光器恒温控制。利用研制的温控系统，对用于红外一氧化碳气体检测、中心波长为1563.06 nm的分布反馈激光器开展了温度控制实验。结果表明，该控制系统控制精度优于±0.02 ℃，小幅度调温时响应时间小于8 s。在所研制的温控系统的作用下，激光器长时间工作时中心波长无漂移。

摘要：利用二氧化碳气体分子在4.25μm处的基频吸收带,研制了一种差分式中红外二氧化碳检测系统.系统的光路部分由热辐射红外光源、双通道热释电探测器和球面反射镜构成,电路部分主要包括信号处理、光源驱动及主控模块.采用Tracepro软件对气室结构进行仿真和优化设计,使气体吸收光程达到30cm,改善了系统的性能.实验研究了系统对不同浓度二氧化碳气体样品的传感特性.实验结果表明,由拟合曲线得到的浓度与实际浓度误差较小,在0~5 000ppm范围内,测得二氧化碳浓度的标准差小于45ppm,而在500ppm以下,测量浓度的标准差小于5ppm;对浓度为0ppm的二氧化碳气体样品连续测量2h,测量结果的标准差约为2.8ppm;根据Allan方差分析得到系统的1σ检测下限为2.5ppm.在每个二氧化碳传感器上增加无线模块nRF24L01,构成传感器节点,在选定的日光温室大棚中构建了无线传感器网络,采集了温室大棚中的二氧化碳浓度信息,验证了所研制的传感器性能.

摘要：利用四个平行耦合单环谐振器作为基本路由单元,数值模拟了一种可路由三种信道波长的四端口光路由器.为了实现单模传输、低传输损耗以及微环波导和信道波导的相位匹配,优化了基本路由单元的结构参量.给出了路由器的器件架构和设计方法,计算了链路光谱、插入损耗、串扰等路由特性.在选定的三个信道波长(1 550、1 551.6、1 553.2nm)下,器件沿不同路径的插入损耗范围为0.02~0.6dB,器件串扰的范围为-23.41^-37.71dB.与具有相同波导参量的基于交叉耦合双环谐振器的四端口光路由器相比,该四端口光路由器在串扰和波长选择性方面略显不足,但其使用的微环数量由8个降低为4个,插入损耗由1.62dB降低为0.02dB.