导读:本文包含了集成光学论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光学,波导,谐振,光谱,陀螺,噪声,传感器。
集成光学论文文献综述
戴世勋[1]（2019）在《“纤维光学与集成光学”专刊导读》一文中研究指出光纤作为20世纪最重要的发明之一,深切影响着人类的科研、生产和生活.光纤最初只用来传输光信号,但是随着科技手段的发展和应用需求的提升,迫切需要具有除传输之外的其它功能光纤,用于光放大、光开关、光传感、光转换等,各种功能的特(本文来源于《光子学报》期刊2019年11期）
徐福华,丁凤建,陈玲,刘麟,曹永盛[2]（2019）在《高精度纳秒强电磁脉冲集成光学电场传感器性能分析》一文中研究指出基于铌酸锂(LiNbO3)结构研制了一种采用马赫-曾德尔干涉仪与领结天线的、可用于纳秒强电磁脉冲测量的高精度电场传感器。通过实验对传感器性能进行了验证,结果表明:该传感器在对纳秒电磁脉冲上升时间、下降时间与脉冲宽度的测量中,最大误差分别仅为3.9%、4.3%与0.3%,测量数据线性度达到0.999 1,最小/最大可测电场强度分别达到3kV/m和50kV/m。(本文来源于《半导体光电》期刊2019年06期）
王多书,李得天,范栋,王济洲,董茂进[3]（2019）在《空间光谱成像及集成光学薄膜技术发展现状》一文中研究指出随着空间光谱成像技术向更高精度和更宽光谱方向发展,长线阵及大面阵探测器以其优异的成像性能已经成为全谱段多光谱(高光谱甚至超光谱)成像光谱仪主要的光电转换器件。论文在分析空间光谱成像技术发展现状的基础上,介绍了空间集成光学薄膜技术发展历程及现状,并对空间集成光学薄膜技术的未来发展进行了展望。(本文来源于《真空与低温》期刊2019年05期）
张荣[4]（2019）在《集成光学陀螺声光移频检测机理及技术研究》一文中研究指出集成光学陀螺具有小体积、低成本和高精度的发展潜力,是光学陀螺集成化发展的重要方向。本文对谐振式集成光学陀螺声光移频检测中涉及的关键问题进行了理论和实验研究,分别从检测方式、噪声抑制方法、闭环检测技术、信号处理方法、软硬件设计、实验方案设计等方面开展了工作。论文主要研究内容和取得的研究成果包括如下几方面。(1)采用原子钟与二级数字锁相技术,结合48位直接数字频率合成技术,研制了数字高精度声光移频驱动器,得到声光移频输出精度高于1Hz,移频频率稳定性小于0.37Hz。设计了移频驱动器通用数字总线接口与陀螺检测软件进行数据交互。设计了二进制频移键控和二进制相移键控数字调制功能,为实现谐振式集成光学陀螺的声光调制提供了技术条件。为抑制声光移频器输出功率谱不平坦造成的陀螺检测误差,对声光移频器的输出功率谱进行了平衡校正。(2)推导了谐振式集成光学陀螺分数阶PI~λD~μ控制系统的开环和闭环传递函数。采用幅值裕量和相位裕量法进行了谐振式光学陀螺分数阶PI~λD~μ鲁棒控制器的设计。(3)设计了抑制谐振式集成光学陀螺中背向散射和偏振串扰噪声的方案。在陀螺的两个支路上分别使用一个声光移频器,对两个支路光波进行不同频率的移频,从而将背散噪声频率移到陀螺解调频率带宽范围外。在陀螺的两个支路分别使用一个光纤起偏器和一个电控偏振控制器,在保证高偏振消光比的同时,还可以通过调整电控偏振控制器,使顺逆时针光路的解调曲线重合。实验测试证实了两种噪声抑制方法的有效性。(4)首次在谐振式集成光学陀螺中采用了分数阶数字PI~λD~μ控制技术,采用Al-Alaoui生成函数和连分式展开直接离散法将分数阶PI~λ控制器的微积分算子进行离散化近似,得到谐振式光学陀螺控制系统的一阶和二阶分数阶PI~λ控制器的传递函数表达式。计算分析了谐振式光学陀螺分数阶PI~λ控制器的响应特性和噪声抑制特性。将分数阶PI~λ控制器应用于谐振式集成光学陀螺检测系统,完成了陀螺闭环锁定测试。理论和实验工作均显示分数阶控制器在提高谐振式光学陀螺控制系统的抗干扰特性、改善系统的动态响应和参数调整灵活性等方面具有明显的优势。(5)提出并实现了激光器-声光移频器联合的Pound-Drever-Hall(PDH)闭环锁定方案。利用调谐范围大但移频精度低的激光器对陀螺进行粗锁,利用移频精度高但移频范围窄的声光移频器对陀螺进行精细锁定。该方案可同时发挥可调谐激光器和声光移频器的优势,理论上陀螺的锁定精度可以由只用激光器锁定时的几kHz,提高到1Hz以上。实验测量显示,采用激光器-声光移频器联合闭环锁定方案,在零偏稳定性和随机游走等噪声特性上都优于只用激光器锁定的方案。(6)结合上述高精度声光移频驱动技术、噪声抑制方案、分数阶PI~λ反馈控制方案,以及激光器-声光移频器联合的PDH锁定方法,搭建了谐振式集成光学陀螺实验系统。基于“生产者-消费者”架构设计了谐振式集成光学陀螺控制和检测软件。实验完成了陀螺旋转角速度检测,以及标度因数、零偏和零偏稳定性等参数的测试。论文工作验证了在谐振式集成光学陀螺中采用声光移频检测的可行性,以及论文中设计并体现了各项软硬件技术方案的合理性,为陀螺信号的调制和检测过程中使用声光移频技术提供研究基础。(本文来源于《长春理工大学》期刊2019-06-01）
王羿文[5]（2019）在《铌酸锂单晶薄膜上加载条型波导和集成光学器件的研究》一文中研究指出铌酸锂晶体是一种人工合成多功能材料,它具有优良的电光、声光、非线性光学特性,在可见光和近红外波段都具有较高的透过率,被广泛应用于集成光学领域。近年来,通过离子注入和直接键合方式制备的绝缘体上的铌酸锂单晶薄膜(lithium niobate on insulator,LNOI)引起了人们极大的兴趣。由于铌酸锂和二氧化硅之间的高折射率差,基于LNOI材料制备的光子器件在集成度和器件性能上都得到了很大的提升。以LNOI为平台实现多器件集成已成为可能。目前已经报道了一系列光学器件,例如光波导、调制器、光频梳、非线性光学器件等。光波导是集成光学中的基础光学元件,是光信号传输的通道,也是多种复杂光学器件的主要结构之一。加载条型波导是LNOI上光波导的一种重要类型。它通过在LNOI表面覆盖一层加载条材料来实现对光的限制作用。加载条材料的选取是十分灵活的,只要折射率大于1,就可以形成波导。加载条型波导可以实现铌酸锂与其他材料的异质集成,将两种材料的优良特性结合起来。本论文研究了LNOI结构与非晶硅和二氧化硅材料的异质集成,为后续电光结合、高效、高集成度的集成光学器件的研究探索了道路。二阶光学非线性在倍频、参数下转换、光学参数振荡器/放大器等方面发挥着重要的作用。这使得它在光源、光通讯、量子光学领域都具有广泛应用。为了实现高效的频率转换,例如二次谐波产生,需要满足相位匹配或准相位匹配条件。一般用铌酸锂的周期性极化反转来实现准相位匹配。近几年来,人们已经实现了周期性极化铌酸锂薄膜,并且实现了高效的波长转换。利用波导的色散进行相位匹配是实现有效波长转换的另一个方法。它比准相位匹配更简单灵活,通过调节器件尺寸使基频光和倍频光的模式具有相同的相速度,就可以实现有效的波长转换,本论文研究了铌酸锂单晶薄膜波导的相位匹配。光电探测器可以把光信号转换为电信号,实现光信号的电学探测,将光电探测器集成在LNOI上,对实现LNOI片上(on-chip)的全功能光芯片具有重要的意义。但是铌酸锂是一种宽禁带绝缘体,很难直接制备成光电探测器,通过异质集成将具有光电转换性能的材料沉积在铌酸锂表面可以解决这一问题。本论文将半导体材料硅沉积在LNOI上实现了集成的光电探测器。本论文主要研究内容包括叁部分:1.基于LNOI的几种类型波导的模拟分析及加载条型光波导的制备和研究。2.基于LNOI的波长转换器件的制备与研究。3.LNOI上光电探测器的集成与研究。主要结果如下:1.基于LNOI的光波导的理论模拟通过全矢量有限差分方法设计并模拟了LNOI上几种不同类型的波导,包括刻蚀、质子交换和加载条型光波导。系统地研究并比较了波导的单模条件、光功率分布以及波导的弯曲损耗。模拟发现,对于质子交换波导,质子交换深度对铌酸锂层中光功率分布的影响可以忽略不计。对于加载条型波导,铌酸锂层中准TE和准TM模式的光功率分布和加载条材料的厚度相关。弯曲损耗都随着弯曲半径的增加而减小。当准TM模式的有效折射率低于周围平面波导TE模式的有效折射率时,准TM模式中的损耗有一部分来自电场的泄漏。铌酸锂脊型波导在一个相对较小的弯曲半径下(20 μm左右)就能获得低的弯曲损耗。这些结果对于研制波导结构,优化和制备高集成度的集成光学元件具有指导作用。2.基于LNOI的非晶硅加载条型波导的研究硅是微电子学中最重要的基础材料,在集成光学方面也有重要的应用,并且加工技术非常成熟。将硅和铌酸锂单晶薄膜进行异质集成,能把硅优秀的电学特性、成熟的微加工工艺和铌酸锂优秀的光学特性结合起来。我们用等离子体化学气相沉积(plasma enchanced chemical vapor doposition,PECVD)的方法在LNOI表面沉积了一层非晶硅薄膜,然后用刻蚀的方法制备了波导宽度为2-7 μm的非晶硅加载条型光波导。波导在空气中经300℃退火1h后可以观察到光传输。2 μm宽的波导在准TM和准TE模式下的损耗分别为20 dB/cm和42 dB/cm。退火前后非晶硅薄膜的表面粗糙度分别为1.04 nm和0.35 nm。通过高分辨透射电子显微镜(High-resolution transmission electron microscope,HRTEM)可以观察到清晰的界面,且退火前后硅薄膜均为非晶结构。引起波导损耗的主要原因为非晶硅薄膜内部缺陷和表面悬空键的吸收。由于氢能够填补材料内部的点缺陷和表面悬键,减小薄膜对光的吸收,所以我们用含氢气的PECVD进行了非晶硅薄膜的沉积。研究了制备条件,包括衬底温度、射频功率、硅烷浓度和反应气压等对薄膜吸收损耗的影响,并且制备了 LNOI上的非晶硅加载条型波导。波导宽度为2μm时,准TE和准TM模式下的损耗分别为6 dB/cm和5.5 dB/cm。磁控溅射是沉积非晶硅薄膜的另一种方法。我们对溅射功率、样品与靶之间距离对薄膜吸收损耗的影响做了简要分析。利用磁控溅射法在铌酸锂薄膜上制备了非晶硅薄膜,利用端面耦合,研究了薄膜的光学性能。在LNOI上制备了宽度为4-7 μm的非晶硅加载条型波导。发现用磁控溅射沉积的非晶硅薄膜中点缺陷和悬空键造成的光学吸收主要在1550 nm波段。所以对另一通讯波段,即1310 nm波段时硅薄膜的光学特性进行了研究。制备了加载条型波导,测得对于4 μm宽的波导,其准TE和准TM模式的传输损耗分别为11 dB/cm和10 dB/cm。3.基于LNOI的二氧化硅加载条型波导的研究二氧化硅是平面光波导(planar lightwave circuit,PLC)技术中最重要、最常用的材料之一,透过率高且易于制备。二氧化硅加载条型波导是实现铌酸锂和二氧化硅PLC结合的一个基础研究。我们用磁控溅射的方法在LNOI表面沉积了一层二氧化硅薄膜,并对薄膜进行了表面形貌测量和基本成分分析。通过反剥工艺制备了2-5 μm宽的加载条型波导。对于2 μm宽的波导,准TE和准TM模式的传输损耗分别为0.2 dB/cm和0.8 dB/cm。该研究为制备LNOI平台上加载条型器件提供了一种新的材料。二氧化硅和铌酸锂的结合为更先进的光子集成器件和电路的发展提供了新思路。4.LNOI上Y分支器的制备与研究Y分支器是一种可以将光分束或结合的基础集成光学元件,是Mach-Zehnder调制器、光纤陀螺、波分复用系统等器件的重要组成部分。基于二氧化硅加载条型波导,我们在LNOI上制备了Y分支器,测得了光强分布,弯曲半径为700 μm、波导宽度为4 μm的Y分支波导在1550 nm波长附近的透过率为70%-80%,分光比接近1:1。5.基于LNOI的波长转换器件的制备与研究在LNOI上用质子交换波导实现了二次谐波产生。通过模式相位匹配实现了具有相同极化方向的基频光和倍频光的相互作用,充分利用了锯酸锂中最大的二阶非线性系数d33,并且利用质子交换的手段调制了铌酸锂薄膜中χ(2)的分布,这些措施使得相互作用的模式之间的重迭积分得到了显着提高。我们研究了不同波导宽度和薄膜厚度下的相位匹配条件,其理论转换效率为58%W-1 cm-2,并通过实验制备了相应波导,其转换效率为48%W-1 cm-2。6.LNOI与光电探测器的集成与研究光电探测器是LNOI集成光学平台的一个重要组成器件。我们通过异质集成非晶硅薄膜的方式在LNOI上实现了光电探测器的制备,通过垂直入射的方式探测了光电探测器暗电流、响应度和响应时间。最高响应度为1.35 A/W。我们分别在波长为520 nm和650 nm下探测了器件的开关特性。并通过端面入射的方式实现了LNOI平面波导上光电探测器的制备,研究了探测器的开关特性,光电流与入射光功率的关系。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-30）
庄东炜[6]（2019）在《光电子集成光学相控阵的优化设计》一文中研究指出激光光源具有能量集中、发散角小、相干性好的特点,常用于对环境的感知探测。机械结构的激光雷达技术成熟,但是体积大成本高。利用光电子集成技术制作的光学相控阵结全固态激光雷达可以减小器件的尺寸。常用来制作光学相控阵激光雷达的材料有铌酸锂、液晶、压电陶瓷和半导体材料等。铌酸锂制作的光学相控阵精度较高,但操作电压高,功耗大,扫描角度较小。液晶制作的光学相控阵所需驱动电压较低、功耗小、使用寿命长、扫描角度较大,但响应速度慢,热稳定性差且工作波长受限。压电陶瓷制作的光学相控阵透射光谱宽、损耗低、价格便宜,但工作电压非常高且造价较高。随着硅基光电子技术的发展,在一个芯片上可以集成数目庞大的光电子器件。利用硅基光电子技术制作的光学相控阵体积小,成本低。但利用硅基光电子技术制作光学相控阵还有许多难点,本文中分析并设计了光学相控阵结构,主要完成了以下几个方面的工作:首先,本文介绍了硅基光电子集成光学相控阵的研究进展,包括一维和二维扫描光学相控阵,简要介绍了光学相控阵应用的瓶颈问题。其次,本文分析了光学相控阵的阵列模型,介绍了远场光束的主要性能参数。分析并探讨了波导数目和波导间距对等间距光学相控阵远场光束的影响,分析了等间距光学相控阵远场光束产生栅瓣的原因,简要的概述了非等间距布局对栅瓣的抑制作用。然后介绍了常用的设计非等间距光学相控阵的算法,包括遗传算法以及粒子群优化算法。这些算法在设计非等间距光学相控阵时都需要不断的迭代,针对此问题,本文进行了一定的优化,提出了一种图案搜索算法,不需要重复迭代就可以设计出性能较高的非等间距光学相控阵。演示了利用此算法设计的一个非等间距光学相控阵的远场光束及其扫描效果。与已报道的设计方案相比,演示的设计方案可以用更少的波导数目实现扫描范围更大,波束角更小的扫描。最后,非等间距制作过程中,由于加工误差等原因,很难保证各个波导之间的均匀性一致,波导间距也会存在偏离设计方案的情况。在此情况下远场衍射光束就会偏离预期。针对制作过程中的相位误差和幅度误差对远场衍射光束的影响进行了分析,以一个非等间距光学相控阵为模型,利用切比雪夫不等式预估了随机的相位误差与幅度误差对远场光束主要性能指标的影响。理论预估的结果与利用MATLAB仿真结果吻合良好。本文得到了在相位与幅度误差存在时的峰值旁瓣电平范围的一般表达式,可以有效的提高后续光束校对效率,为工程实践提高有益参考。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-05-01）
王朋杰,李慧,邓柯柯,王琪玮,冯丽爽[7]（2019）在《一种新的用于集成光学陀螺的集成光学相位调制器增益的调制解调方法》一文中研究指出集成光学相位调制器是谐振式集成光学陀螺的核心器件,其增益随温度的变化直接影响相位调制器的的调制特性。为了快速跟踪检测相位调制器的增益漂移,提出了一种新的用于集成光学陀螺的可解调出集成光学相位调制器增益的调制和解调方法。进一步,分析了相位调制器增益随温度波动对集成光学谐振陀螺检测精度的影响机理,并建立了相位调制器增益的系统模型。并且,利用PI控制算法实现了相位调制器增益的快速检测与跟踪。实验结果表明,所提出的新的六态波调制方法能够实时解调出谐振式集成光学陀螺中的集成光学相位调制器的增益,并且验证了所提出的相位调制器增益跟踪技术对于提高谐振式集成光学陀螺的检测精度具有重要意义。(本文来源于《激光杂志》期刊2019年04期）
曹婉新[8]（2019）在《ADPD188BI集成光学模块及其应用》一文中研究指出ADPD188BI是一种针对烟雾探测器性能更好而采用双波长技术设计的集成光学模块,以优异的性能改善了电源管理,减少了烟雾探测器的误报,为用户提供了一种全新的烟雾探测解决方案。介绍了该模块的特点和工作原理,并给出了一种基于ARM Cortex-M0的烟雾探测解决方案。(本文来源于《传感器世界》期刊2019年03期）
丁君珂,陈浩,蒋建光,孟浩然,刘欣悦[9]（2019）在《集成光学移相器波长相关性的比较研究》一文中研究指出移相器是一种常用的集成光学结构,其相移值的波长相关性决定了移相器的工作波长范围。针对移相器的波长相关性,文中对两种集成光学移相器设计方案(长度差方案和折射率差方案)所设计的二氧化硅基集成光学移相器进行了实验研究。在马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的两干涉臂之间,采用两种移相方案分别设计制作180°移相器,通过测试MZI的插入损耗与波长的依赖关系对两种移相器的波长相关性进行了比较。研究结果显示,折射率差方案所设计移相器的工作波长范围大约是长度差方案的1.8～1.9倍。这一实验结果与理论计算吻合,证明了折射率差方案设计的移相器的相移值波长相关性更小,因而具有更宽的工作波长范围。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年05期）
郝寅雷,丁君珂,陈浩,蒋建光,孟浩然[10]（2019）在《集成光学移相干涉仪的研制与性能表征》一文中研究指出干涉仪是综孔径望远镜的核心器件,与传统的分立元件干涉仪相比,集成光学移相干涉仪结构紧凑,用于构建综合孔径望远镜能显着优化望远镜结构并提高系统稳定性。文中报道了二氧化硅基集成光学移相干涉仪的设计和制作,并给出了对这种器件主要性能的表征结果。研究结果表明,集成光波导制作技术可以保证干涉仪芯片上两个方向耦合器的耦合特性的一致性;器件的插入损耗优于1.8 dB,插入损耗均匀性优于0.1 dB;通过对MZ干涉仪插入损耗的测量估计了移相器的偏差,结果显示干涉仪中90°移相器的偏差大约为1.5°。分析表明,二氧化硅基光波导技术用于综合孔径望远镜用光干涉仪制作具有显着的优势。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年04期）
集成光学论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于铌酸锂(LiNbO3)结构研制了一种采用马赫-曾德尔干涉仪与领结天线的、可用于纳秒强电磁脉冲测量的高精度电场传感器。通过实验对传感器性能进行了验证,结果表明:该传感器在对纳秒电磁脉冲上升时间、下降时间与脉冲宽度的测量中,最大误差分别仅为3.9%、4.3%与0.3%,测量数据线性度达到0.999 1,最小/最大可测电场强度分别达到3kV/m和50kV/m。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
集成光学论文参考文献
[1].戴世勋.“纤维光学与集成光学”专刊导读[J].光子学报.2019
[2].徐福华,丁凤建,陈玲,刘麟,曹永盛.高精度纳秒强电磁脉冲集成光学电场传感器性能分析[J].半导体光电.2019
[3].王多书,李得天,范栋,王济洲,董茂进.空间光谱成像及集成光学薄膜技术发展现状[J].真空与低温.2019
[4].张荣.集成光学陀螺声光移频检测机理及技术研究[D].长春理工大学.2019
[5].王羿文.铌酸锂单晶薄膜上加载条型波导和集成光学器件的研究[D].山东大学.2019
[6].庄东炜.光电子集成光学相控阵的优化设计[D].吉林大学.2019
[7].王朋杰,李慧,邓柯柯,王琪玮,冯丽爽.一种新的用于集成光学陀螺的集成光学相位调制器增益的调制解调方法[J].激光杂志.2019
[8].曹婉新.ADPD188BI集成光学模块及其应用[J].传感器世界.2019
[9].丁君珂,陈浩,蒋建光,孟浩然,刘欣悦.集成光学移相器波长相关性的比较研究[J].红外与激光工程.2019
[10].郝寅雷,丁君珂,陈浩,蒋建光,孟浩然.集成光学移相干涉仪的研制与性能表征[J].红外与激光工程.2019
论文知识图
