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基于MEMS技术的Fabry-Perot腔可调光学滤波器研究

可调谐光学滤波器是现代光通信系统和传感器网络的关键器件,利用微机电系统(MEMS)技术的法布里—珀罗(Fabry-Perot)腔可调光学滤波器以其体积小、性能高、成本低等优点成为众多解决方案中有力的竞争者之一。本论文以该类型滤波器为研究对象,从理论与实际工艺制备等方面对其进行了探索。论文阐述了F-P干涉仪的一般理论,利用矩阵法计算了多种的四分之一波堆光学介质薄膜的反射率和反射相移。以此为基础,较为系统地研究了高反射镜面的反射相移及其色散对短腔长的F-P干涉仪光学性能的影响。首次从理论上解释了由高反射镜面的反射相移和色散导致的短腔长的法布里—珀罗干涉仪自由谱域缩短效应,并由实验得到了验证。论文研究将压电驱动精密、稳定的特点同MEMS批量制造优势相结合,自主设计了一种新型的压电驱动F-P腔可调光学滤波器,设计中采用了独特的阻挡块结构将两镜面的平行度保持在一个合适的范围。制备中先后尝试了普通硅片湿法腐蚀工艺、选择性外延工艺和利用SOI  (本文共147页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

Goos-H(?)nchen位移增强效应及Fabry-Perot振荡场传感器研究

古斯-汉欣(Goos-Hanchen,简称GH)位移指的是反射光的实际反射点和入射点(也即几何光学反射点)有一段距离的偏移的现象。这是由于入射光中不同的单色平面波分量具有不同的反射相移所造成的。研究Goos-H?nchen位移有多种方法,本文采用Artmann发展的静态位相(stationary phase)方法和高斯光束下的数值计算方法,主要研究了导波共振和表面等离子波共振时GH位移增强效应。在普通的两层介质的界面上,GH位移大小为波长量级。因此对光波单次反射所产生的GH位移在实验上难以直接观察。因此,长期以来,一方面,人们在实验上较多地采用微波波段进行实验,另一方面,很多人在理论上研究不同条件下的GH位移增强效应以获得较大的GH位移,到目前为止已经发现了许多种GH位移增强效应。其中,由表面等离子波共振引起的GH位移增强效应早在上世纪八十年代就开始被人注意到。但直到2004年,Yin Xiaobo等人在实验上才首次证实了表面等...  (本文共149页) 本文目录 | 阅读全文>>

《激光与红外》1989年03期
激光与红外

Fabry-Perot腔的圆偏振光学双稳

一、引宫 自1975年观察到光学双稳现象以来〔‘,,由于它在光计算机上的潜在应用,人们对之产生了极大兴趣,进行了广泛的研究〔2,,提出了许多可实现光学双稳的方案和装置。在这些方案中,大多采用Fabry一Perot腔和环型腔两种,但这些装置都是采用有能量输出和无能量输出分别代表逻辑态1和。。平均来说,这种表示方法大约浪费50肠的能量。为此,我们提出了一种新的双稳方案,即在Fabry一Perot腔中同时置入折射率随光强变化的非线性介质和磁旋光介质,适当调整磁场强度和腔参量,可使腔输出的左旋和右旋圆偏振光随入射光强在高低稳态之间交替运转,从而可用一个双稳元件实现两个逻辑门,以减少仪器的功率损耗。本文对此系统做了理论计算,进行了数值分析,得到了两个旋光分量相互抑制的双稳现象。因而经过旋光介质后产生不同的位相滞后:2兀,_1一祝a内甲况=人2兀‘一撇Op人(2)”:、,双分别是左旋和右旋圆偏振光在旋光介质中的折射率,d,是磁旋光介质的长度...  (本文共3页) 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

多频/宽带Fabry-Perot谐振腔天线研究

现代雷达、电子对抗、卫星通信、遥感测绘等技术迅猛发展。天线作为这些电子设备的重要子系统,发挥着举足轻重的作用。现代无线系统要求天线不仅具有高增益,同时需要一副天线能够工作在多个频段或者宽频段。由于具有结构简单、高增益、无需复杂的馈电网络等优点,Fabry-Perot谐振腔天线已成为国内外天线领域的热门研究课题。在此背景下,本文主要针对双频、三频Fabry-Perot谐振腔天线的设计方法以及宽带圆极化、宽带双极化Fabry-Perot谐振腔天线的实现进行了深入研究。论文取得的主要研究成果如下:1.基于双层频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)的双频双极化Fabry-Perot谐振腔天线研究。研究了双层FSS实现双频Fabry-Perot谐振腔天线的方法。采用双频双极化馈源相,实现了Fabry-Perot谐振腔天线的双频双极化性能。分析了馈源单元在腔体中的耦合情况。提出了采用稀疏阵列作为馈源研...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

《北京航空航天大学学报》2006年06期
北京航空航天大学学报

基于Fabry-Perot干涉仪的闭环微光机电加速度计

加速度计是惯性导航系统和惯性制导系统的重要器件,用来测量运动物体的加速度和线性位移.已有的加速度计种类繁多,而且能够满足现有的绝大多数应用领域的要求,但随着应用需求的变化,要求惯性器件同时具备精度高、体积小、重量轻、耗能低、经济以及易于批量生产等特点,已有的加速度计却很难同时满足这些变化.微型光机电加速度计MOEMS(或OpticMEMS)加速度计,是一种基于微光学技术和基于MEMS制造技术的新型加速度[1].与传统加速度计相比,MOEMS加速度计除了具有抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、在恶劣环境下使用的无与伦比的独特优点外,还具有体小质轻、动态范围宽、响应快、精度高等优点,因此,引起国内外研究者极大的研究兴趣.根据工作原理,MOEMS加速度计主要有3大类:光强调制型[2,3]、相位调制型和波长调制型.其中,相位调制型MOEMS加速度计研究得最多,利用了Michlson干涉法[4]、M-Z干涉法[5]或Fabry-Perot干涉法[...  (本文共4页) 阅读全文>>

《物理学报》2012年20期
物理学报

单光子调制锁定Fabry-Perot腔

1引言基于光纤的量子密钥分配系统采用单光子为信息载体[l],利用光子的量子态如偏振、相位等编码信息[z],通过单光子探测器进行探测.在光纤量子密钥分配系统中,与光子偏振态相比,光子相位受光纤双折射的影响较小,因此许多基于光纤的量子密钥分配系统采用相位编码[2一7].相位编码方式是在发送端通过相位编码单光子,在接收端通过相应的相位措施解码获得密钥信息[z,5].1999年,M己rolla等[8,9]提出基于F曲斗一Perot(即)腔的边带单光子相位编码装置,在发送方对光进行相位调制产生边带,接收方采用同频相位调制,使两次产生的边带干涉,并通过FP腔选取一阶边带频率处的单光子干涉信息,该系统使用电光相位调制器编码解码相位,从而消除因通常干涉仪的光路延迟带来的热漂移效应,提高了系统工作的稳定性[l0].这里使用FP腔选出携带密钥信息的边带单光子频率,选频稳定性越高,安全性就会越高.但在实际应用中FP腔的漂移会限制对单光子干涉的有效探测...  (本文共5页) 阅读全文>>