槽型波导耦合纳米结构增强拉曼光谱 被引量：5

1

作者 张灿 张洁 朱永 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期74-80,共7页

将波导模式下的光子格林函数与分子的量子光学形式结合,理论分析和计算了槽型波导耦合结构中单分子及多分子的拉曼增强因子。以平均增强因子、珀赛尔因子、波导收集百分数为主要性能参数,对独立槽型波导和复合型槽型波导的差异进行对比... 将波导模式下的光子格林函数与分子的量子光学形式结合,理论分析和计算了槽型波导耦合结构中单分子及多分子的拉曼增强因子。以平均增强因子、珀赛尔因子、波导收集百分数为主要性能参数,对独立槽型波导和复合型槽型波导的差异进行对比。结果表明,复合型槽型波导能获得显著更高的拉曼增强因子(相对于槽型波导提高了2~3个数量级),这主要是电场、珀塞尔因子、光物质相互作用体积和拉曼信号收集效率共同增加的结果。 展开更多

关键词 集成光学 波导耦合 增强拉曼 光子格林函数 增强因子

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带有扼流槽结构的共形波导缝隙阵列天线研究

2

作者 廖勇 谢平 +1 位作者 于爱民 马弘舸 《现代应用物理》 2023年第4期149-154,共6页

设计了一款与圆柱面共形的宽边纵缝波导缝隙阵列天线,波导间采用扼流槽结构设计,抑制了表面波的影响、提高了天线增益。仿真结果表明:优化后的扼流槽结构可使共形阵列天线中间波导的互耦系数减小4.4 dB,两侧波导间的互耦系数减小3.6 dB... 设计了一款与圆柱面共形的宽边纵缝波导缝隙阵列天线,波导间采用扼流槽结构设计,抑制了表面波的影响、提高了天线增益。仿真结果表明:优化后的扼流槽结构可使共形阵列天线中间波导的互耦系数减小4.4 dB,两侧波导间的互耦系数减小3.6 dB;扼流槽结构参与了阵列天线微波辐射,提高了阵列天线的方向性;阵列天线的增益达23.3 dB,口径辐射效率达67.5%。实验结果表明,共形波导缝隙阵列天线实测增益达22.1 dB(含功分网络损耗1.1 dB),实测天线口径辐射效率达66.0%,功率容量达1.1 GW。实验结果与仿真结果基本吻合。 展开更多

关键词 共形波导缝隙阵列天线 扼流槽 阵列波导互耦 天线增益 天线口径辐射效率

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波导小孔耦合的电磁分析与模拟-时域有限差分方法 被引量：1

3

作者 邴伟华 吕卫东 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 1997年第1期60-64,共5页

首次利用时域有限差分（Finite－DifferenceTime－Domain简称FDTD）方法对波导小孔耦合机理进行了分析和模拟，并在此基础上给出了3cm波导中小孔耦合模型的数值解。证明了该方法在波导电磁传输及耦合的理论分析和模拟中的实用性。

关键词 波导小孔耦合 时域有限差分法 电磁分析

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微环谐振器传输特性分析 被引量：2

4

作者 李锋 张静 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第36期9971-9975,共5页

主要研究微环谐振器的基本结构参数对传输特性和微环性能的影响。根据耦合模理论,给出了微环谐振器传输函数的表达式;用传输矩阵法对直波导和弯曲波导之间的耦合进行了分析,研究了耦合系数与微环结构参数之间的关系;利用时域有限差分法... 主要研究微环谐振器的基本结构参数对传输特性和微环性能的影响。根据耦合模理论,给出了微环谐振器传输函数的表达式;用传输矩阵法对直波导和弯曲波导之间的耦合进行了分析,研究了耦合系数与微环结构参数之间的关系;利用时域有限差分法对微环谐振器进行数值仿真,得到其频谱响应曲线。通过分析可以得到:波导间距的增大使振幅耦合比率减小;微环半径变小,微环的弯曲损耗就会变大,品质因子变大,自由光谱范围就会变大。相对微环半径,波导厚度对微环的性能参数影响较小。在设计时,应按照实际需求来设计间距和微环半径的大小。 展开更多

关键词 集成光学 微环谐振器 光波导理论 耦合系数

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波导器件耦合对接设备USB接口的设计与开发

5

作者 胡一达 刘荣 +1 位作者 李大寨 宗光华 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期229-232,共4页

根据波导器件耦合对接设备的基本结构和工作原理 ,利用 U SB技术设计开发了耦合对接设备的 USB接口。从功能要求方面考虑 ,进行硬件和软件的设计及开发 ,使 USB接口在系统配置和连接 ,控制系统供电和功率消耗 ,数据传输的快速、稳定性... 根据波导器件耦合对接设备的基本结构和工作原理 ,利用 U SB技术设计开发了耦合对接设备的 USB接口。从功能要求方面考虑 ,进行硬件和软件的设计及开发 ,使 USB接口在系统配置和连接 ,控制系统供电和功率消耗 ,数据传输的快速、稳定性方面达到要求。设计中综合考虑软件和硬件的功能 ,提高控制系统的集成度和实时性 。 展开更多

关键词 波导器件 耦合对接 USB

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金属层亚波长狭缝中光波耦合 被引量：7

6

作者 肖星星 陈跃刚 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期682-686,共5页

亚波长波导能够控制光在亚波长的尺寸中以很小损耗传输,在集成光学中有广泛的应用。利用二维时域有限差分(FDTD)法,研究了光波在金属层中亚波长两狭缝之间的耦合过程。分别在较厚的金属层前表面和后表面刻上两个狭缝,纵向错开一定距离(... 亚波长波导能够控制光在亚波长的尺寸中以很小损耗传输,在集成光学中有广泛的应用。利用二维时域有限差分(FDTD)法,研究了光波在金属层中亚波长两狭缝之间的耦合过程。分别在较厚的金属层前表面和后表面刻上两个狭缝,纵向错开一定距离(间距),横向重叠一定长度(耦合长度),两个狭缝能够将光波从金属层的前表面耦合到后表面。改变两个狭缝长度、间距和耦合长度等参数,耦合波长和效率发生明显变化。结合振幅分布,认为光波在两狭缝形成波导共振,前表面狭缝的共振将入射波能量耦合进入狭缝中,后表面狭缝的共振将能量耦合出去,两个狭缝之间通过隧穿效应耦合。 展开更多

关键词 亚波长金属结构 波导共振 隧穿效应 波导耦合

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硅基锗PIN光电探测器的研究进展 被引量：5

7

作者 刘智 成步文 《半导体光电》 CAS 北大核心 2022年第2期261-266,共6页

随着硅基锗薄膜外延技术的突破,基于硅基锗材料的光电子器件快速发展,其中以硅基锗光电探测器最为突出。由于锗可以实现近红外通信波段的光吸收,而且完全兼容硅的CMOS工艺,硅基锗探测器几乎成为硅基光探测的唯一选择。文章主要介绍了面... 随着硅基锗薄膜外延技术的突破,基于硅基锗材料的光电子器件快速发展,其中以硅基锗光电探测器最为突出。由于锗可以实现近红外通信波段的光吸收,而且完全兼容硅的CMOS工艺,硅基锗探测器几乎成为硅基光探测的唯一选择。文章主要介绍了面入射和波导耦合两类常见硅基锗光电探测器的研究进展,包括典型的器件结构,以及提升响应度和带宽等性能的主要途径。 展开更多

关键词 硅基锗探测器 面入射 波导耦合

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新型微环谐振器双环模型的滤波特性分析 被引量：5

8

作者 钱凌波 周骏 +2 位作者 闫树斌 王振永 华丛一 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期112-117,共6页

设计了一种新型微环谐振器,其基本结构由圆角正方形波导与条形波导组成。根据波导光学的耦合模理论,推导出双环串联和双环并联的圆角正方形微环谐振器的光强传递函数,并通过数值模拟分别获得这两种模型的谐振器的输出特性。结果表明:与... 设计了一种新型微环谐振器,其基本结构由圆角正方形波导与条形波导组成。根据波导光学的耦合模理论,推导出双环串联和双环并联的圆角正方形微环谐振器的光强传递函数,并通过数值模拟分别获得这两种模型的谐振器的输出特性。结果表明:与传统的圆环形谐振器相比,圆角正方形结构微环谐振器的输出光谱的通带宽、谐振峰平坦、自由光谱区范围大,更接近理想的"箱型"波谱,而且圆角正方形结构相比于圆环形结构,其可变参数增多,更有利于器件的优化设计。 展开更多

关键词 波导光学 微环谐振器 传输光谱 波导耦合

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多模态近场耦合光场激励SERS——表面分析的新方法

9

作者 徐抒平 田雨 +2 位作者 赵军毅 曹修冕 徐蔚青 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期193-194,共2页

原位探测表/界面上的分子水平信息是认识表/界面上各种物理化学过程的关键。表/界面具有复杂性、多样性、高活性和各向异性。因此,对发生于表/界面二维高能态空间的原子/分子水平动态过程研究面临着巨大挑战。研究将探索一类用于表/界... 原位探测表/界面上的分子水平信息是认识表/界面上各种物理化学过程的关键。表/界面具有复杂性、多样性、高活性和各向异性。因此,对发生于表/界面二维高能态空间的原子/分子水平动态过程研究面临着巨大挑战。研究将探索一类用于表/界面拉曼光谱分析的多共振模式耦合的新型拉曼光谱激励和探测技术。针对表面/界面体系表征的苛刻要求,建立多模态近场耦合的新概念增强模式。从SERS电磁机理出发实现入射光场/散射光场的高效调控,用于表/界面拉曼光谱高品质激励和探测,满足表/界面研究的灵敏度、空间分辨率、能量分辨率、时间分辨率、无损等要求。 展开更多

关键词 波导耦合 消逝场激发 SERS 膜蛋白分析

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拉曼抑制光频梳微腔的设计与仿真

10

作者 薛莉 赵春播 《计测技术》 2023年第2期64-70,共7页

为了解决回音壁模式下的微腔在产生光频梳时受拉曼效应的影响,尤其在重频GHz时难以产生平滑的光梳谱的问题。首先,设计并调节波导和微环的耦合长度;然后,优化耦合角度,调整微环与波导之间的匹配模式,降低在长波段的耦合Q值,增加拉曼产... 为了解决回音壁模式下的微腔在产生光频梳时受拉曼效应的影响,尤其在重频GHz时难以产生平滑的光梳谱的问题。首先,设计并调节波导和微环的耦合长度;然后,优化耦合角度,调整微环与波导之间的匹配模式,降低在长波段的耦合Q值,增加拉曼产生的阈值,抑制拉曼效应。通过仿真分析得出,相较于一般的直波导微环耦合结构,设计的弯曲波导微环在短波长处拉曼阈值增加了3倍,且在短波长处产生的光频梳功率提高了20 dB。为回音壁模式微腔结构的设计提供了一定的参考价值。 展开更多

关键词 光学频率梳 回音壁模式 波导耦合 拉曼效应 非线性光学效应

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钛条带光波导的耦合分析

11

作者 王仁明 祝宁华 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 1993年第1期34-40,共7页

本文分析了铁条带光波导间的耦合和钛条带与光纤间的耦合,提出了耦合波导本征模的两种近似解,并利用变分方法优化其参数和光纤与铁条带波导的功率耦合系数的计算方法。对定向耦合器和电光调制器的分析和设计具有指导意义。

关键词 钛条带波导 耦合 光纤

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光子晶体平行波导耦合效应研究及应用 被引量：3

12

作者 张礼朝 梁斌明 庄松林 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期25-30,共6页

在二维矩形阵列结构硅光子晶体中去除相间三排硅柱的两排平行硅柱形成平行线波导对。利用时域有限差分法(FDTD)模拟仿真以及数值分析研究平行线波导对之间的耦合特性,发现改变硅柱半径和背景折射率可以明显改变波导的耦合周期长度。基... 在二维矩形阵列结构硅光子晶体中去除相间三排硅柱的两排平行硅柱形成平行线波导对。利用时域有限差分法(FDTD)模拟仿真以及数值分析研究平行线波导对之间的耦合特性,发现改变硅柱半径和背景折射率可以明显改变波导的耦合周期长度。基于此结构,提出了一种新的液体折射率检测方法,以间隔三排硅柱的平行波导对为基本结构,设计了一款液体折射率探测器。该方法与其他的液体折射率检测方法相比,具有结构紧凑、测量速度快等优势,可实现折射率的快速精确检测和仪器的小型化设计。 展开更多

关键词 光子晶体 平行波导 时域有限差分法 波导耦合 液体折射率

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基于马赫-曾德干涉仪的色散转折效应及其传感性能模拟研究 被引量：1

13

作者 黄田野 雷蓉蓉 +7 位作者 程卓 张祥莉 王勇 罗大鹏 许桂珍 张港顺 吴易恒 潘建行 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期121-129,共9页

设计了工作在近红外波段的硅基马赫-曾德尔干涉仪(MZI)折射率传感器。理论和仿真模拟分析表明,通过改变MZI的结构参数可以对输出干涉谱的色散转折特性进行调控,经过优化后色散转折点(DTP)所对应的波长可以调至近红外波段(1550 nm),通过... 设计了工作在近红外波段的硅基马赫-曾德尔干涉仪(MZI)折射率传感器。理论和仿真模拟分析表明,通过改变MZI的结构参数可以对输出干涉谱的色散转折特性进行调控,经过优化后色散转折点(DTP)所对应的波长可以调至近红外波段(1550 nm),通过改变MZI周围的环境折射率(SRI)可以使折射率灵敏度达到37500 nm/RIU。由于DTP两侧的干涉条纹对外界折射率响应有相反的特性,将干涉波谷的相对漂移量作为检测对象,能够将灵敏度提高2倍,即75000 nm/RIU。不同于常规基于光栅和波导耦合构架的DTP传感器,所设计的DTP结构中两个干涉模式互不相关且均可独立调控,并可根据需要灵活调控色散转折波长。 展开更多

关键词 集成光学 传感器 波导耦合 近红外 马赫曾德干涉仪 色散转折点 环境折射率

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BPMF-SRM混合法分析SOI脊形波导与光纤耦合 被引量：2

14

作者 刘敬伟 陈少武 余金中 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期222-225,共4页

摘用束传播 自由空间辐射模 (BPM F-SRM)混合法计算了SOI脊形波导和光纤耦合时的透射率,提出计算反射率的积分公式 将该混合法和一般FSRM、菲涅尔公式 重叠积分法的计算结果相比较,提出只有在弱导条件下,传统的菲涅尔公式法和重叠积分... 摘用束传播 自由空间辐射模 (BPM F-SRM)混合法计算了SOI脊形波导和光纤耦合时的透射率,提出计算反射率的积分公式 将该混合法和一般FSRM、菲涅尔公式 重叠积分法的计算结果相比较,提出只有在弱导条件下,传统的菲涅尔公式法和重叠积分法才可以同时使用. 展开更多

关键词 自由空间辐射模法 有限差分束传播法 SOI脊形波导 耦合 透射 反射

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S波段束流相位探测腔与偏心式波导耦合预聚束器的设计

15

作者 贺祥 侯汨 +1 位作者 赵风利 裴士伦 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期250-253,共4页

设计了工作于S波段的波导耦合型预聚束器和束流相位探测腔.为了增加功率容量,预聚束器采用波导耦合机制代替了传统的同轴耦合环耦合,而偏心圆结构的设计能够补偿因耦合窗口的引入导致的径向电场不对称,进一步改善了强流束流品质.预聚束... 设计了工作于S波段的波导耦合型预聚束器和束流相位探测腔.为了增加功率容量,预聚束器采用波导耦合机制代替了传统的同轴耦合环耦合,而偏心圆结构的设计能够补偿因耦合窗口的引入导致的径向电场不对称,进一步改善了强流束流品质.预聚束器设计指标与测试结果：耦合系数1.73,空载品质因数2195,腔体谐振频率的可调范围为2854.55～2856.9MHz.为实现测量束流相对射频脉冲的时间,进行强流输入功率补偿,选择了能够在线进行束流相位实时测量的束流相位探测腔,采用旋转对称结构,并通过两个同轴耦合环提取束流通过时激发的感应信号,作为直线相控系统的参考信号.束流相位探测腔设计与测试结果：空载品质因数2392,3dB带宽为2.05MHz,腔体谐振频率的可调范围为2805.45～2809.45MHz.所有器件的仿真设计与测试结果基本一致. 展开更多

关键词 预聚束器 偏心圆结构 波导耦合 束流相位探测腔 S波段

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光纤与S型曲线过渡的条波导的耦合

16

作者 杨文英 《光学机械》 CSCD 1991年第5期46-49,共4页

本文说明了单模光纤与钛扩散铌酸锂(Ti:LiNbO_3)条波导的耦合与波导的制作参数有关,我们制作了条宽W=6μm,长2.3cm(采用S型弯曲)的钛膜厚度为600 、750 、950 、1100 ,扩散温度为1025℃,恒温9小时的Ti:LiNbO_3条波导,并测得光纤-波导(2.... 本文说明了单模光纤与钛扩散铌酸锂(Ti:LiNbO_3)条波导的耦合与波导的制作参数有关,我们制作了条宽W=6μm,长2.3cm(采用S型弯曲)的钛膜厚度为600 、750 、950 、1100 ,扩散温度为1025℃,恒温9小时的Ti:LiNbO_3条波导,并测得光纤-波导(2.3cm)-光纤插入损耗在950 (Ti)(W=6μm、T=1025℃,t=9h时为最小。 展开更多

关键词 光纤 波导 耦合 损耗

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基于MoS_(2)薄膜耦合波导的高品质因数传感特性研究

17

作者 陈颖 王建坤 +3 位作者 丁志欣 李美洁 赵蒙 赵国廷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期186-194,共9页

在波导耦合表面等离子体共振传感器结构中引入MoS_(2)材料,提出了一种全介质MoS_(2)薄膜混合耦合波导结构传感器,该结构使得低品质因数(FOM)波导中产生了频域较宽的宽共振,而高FOM波导中产生了频域较窄的窄共振,实现了双波导耦合,进而... 在波导耦合表面等离子体共振传感器结构中引入MoS_(2)材料,提出了一种全介质MoS_(2)薄膜混合耦合波导结构传感器,该结构使得低品质因数(FOM)波导中产生了频域较宽的宽共振,而高FOM波导中产生了频域较窄的窄共振,实现了双波导耦合,进而产生了Fano共振。对传感结构进行了数值模拟与分析研究,探究了MoS_(2)层数及各结构参数对传感性能的影响,并依据其影响将两波导厚度、相邻两层介质材料厚度、MoS_(2)层数作为输入参数,将FOM值作为输出参数,建立了基于深度极限学习机的优化算法。利用优化算法对权值参数进行优化,对比不同优化算法对光谱的优化能力,最终得到了GWO-DELM预测模型。结果表明,Fano形状可以通过改变结构参数进行动态调控。在最佳条件下,经过优化算法优化后的Fano共振的FOM值高达50000。 展开更多

关键词 传感器 Fano共振 MoS_(2)薄膜 双波导耦合 GWO-DELM

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电光聚合物波导中的锥形结构 被引量：6

18

作者 洪建勋 徐凯 +5 位作者 周立民 周建新 陈水平 李成军 吴友宇 陈伟 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2686-2691,共6页

提出并设计了一种基于电光聚合物的锥形波导,可用于单模光纤与电光聚合物波导器件之间的连接。锥形波导中采用了宽度锥形和折射率锥形结构。宽度锥形采用劈形形状,通过宽度和折射率的缓慢变化实现模场转换。劈形形状的宽度锥形具有较小... 提出并设计了一种基于电光聚合物的锥形波导,可用于单模光纤与电光聚合物波导器件之间的连接。锥形波导中采用了宽度锥形和折射率锥形结构。宽度锥形采用劈形形状,通过宽度和折射率的缓慢变化实现模场转换。劈形形状的宽度锥形具有较小的损耗且易于制作,折射率锥形可采用灰度掩膜光刻技术制作。研究了锥形波导的传输损耗与锥形波导的长度、波导宽度和厚度、材料吸收损耗等参数的关系及其优化,分析了锥形波导中的功率传输、模场分布与模式转换效率。结果显示锥形波导的传输损耗小于0.37dB,光纤-波导-光纤的连接损耗优于1.62dB,对插入损耗的改善达到8.78dB,模场转换效率达到了83.7%。 展开更多

关键词 集成光学 锥形波导 模式转换 电光聚合物波导 光纤耦合 损耗

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基于基片集成波导和消逝模谐振腔的压力传感器设计 被引量：4

19

作者 伍国柱 谭秋林 +2 位作者 唐顺 魏坦勇 熊继军 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期44-47,共4页

提出一种新型的基于基片集成波导和消失模谐振腔的压力传感结构。设计了圆形空腔,当施加外界压力时,圆形空腔发生形变从而使谐振腔谐振频率变化。采用共面波导线对谐振腔进行耦合馈电并将频率信号传输出来。通过读取传感器的回波损耗参... 提出一种新型的基于基片集成波导和消失模谐振腔的压力传感结构。设计了圆形空腔,当施加外界压力时,圆形空腔发生形变从而使谐振腔谐振频率变化。采用共面波导线对谐振腔进行耦合馈电并将频率信号传输出来。通过读取传感器的回波损耗参数(S11)来表征压力与频率的关系。利用高频仿真软件HFSS对谐振腔进行了仿真设计和优化,设计尺寸为30 mm×30 mm×1.93 mm,与传统谐振腔相比体积明显减小。传感器基底为Rogers 4003C板材,采用PCB技术进行加工。搭建压力测试平台对传感器进行测试,结果表明在0~3 N的压力范围内变化100 MHz,绝对灵敏度为25 MHz/N。仿真和实测结果比较吻合,验证了所设计压力结构的有效性。 展开更多

关键词 压力传感器 基片集成波导 消失模谐振腔 频率测量 共面波导耦合

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基于遗传算法的光波导-光纤自动调芯系统的研究 被引量：3

20

作者 沙慧军 陈抱雪 +2 位作者 陈林 袁一方 矶守 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1109-1113,共5页

开发了一种新的自动调芯方法,在光纤-波导-光纤的自动对接中导入了遗传算法原理。数值仿真表明该方法达到了小于0.0001dB的插入损耗。完成了调芯系统样机,单模光纤-单模波导-单模光纤的自动对接实验显示,在1310nm和1550nm波长上,光纤-... 开发了一种新的自动调芯方法,在光纤-波导-光纤的自动对接中导入了遗传算法原理。数值仿真表明该方法达到了小于0.0001dB的插入损耗。完成了调芯系统样机,单模光纤-单模波导-单模光纤的自动对接实验显示,在1310nm和1550nm波长上,光纤-波导端面耦合损耗平均值分别为0.134dB和0.109dB,标准误差分别为0.009dB和0.012dB,调芯时间累计不超过8m in。 展开更多

关键词 遗传算法 光波导 光纤 端面耦合 耦合损耗 自动调芯

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