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《AIP会议论文集》[作者 2018年第四届电子与绿色材料国际会议(EGM 2018)——印度尼西亚万?。?018年7月27-28日)] - 利用热技术的光纤布拉格光栅可调谐滤波器设计与分析
摘要: 本文从理论上研究并实验验证了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的热调谐滤波器。结果表明,在C波段区域实现了约1.5纳米的调谐范围;而在L波段区域,波长偏移量略大于C波段,约为1.6纳米。这种偏移源于光纤热光效应和热膨胀的变化,导致折射率进而布拉格波长发生改变。实验验证在1552.7纳米波长处进行,当温度从21°C变化至61°C时,调谐量约为1.2428纳米。
关键词: 热膨胀、光纤布拉格光栅、热光效应、热技术、可调谐滤波器
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于MZI的全光调制器:采用沉积MXene Ti?C?T?(T = F、O或OH)的微光纤
摘要: 作为一类新型二维材料,MXenes因其卓越的性能在电池、超级电容器、催化剂、电子器件和光学等众多应用领域备受关注。本研究提出了一种基于微光纤表面沉积MXene Ti3C2Tx材料的全光调制器。通过在马赫-曾德尔干涉仪的一个臂中插入MXene沉积相移器,MXene Ti3C2Tx吸收控制光并产生热量,通过强烈的光-物质相互作用和热光效应引发显著的折射率变化。实验获得最大16π的相移量,并实现了消光比超过18.53dB、上升时间常数为4.10ms的高效全光开关。该调制器具有全光纤结构、低成本、易集成和紧凑化等优势。基于热光效应的全光调制器将在未来光通信和光信息处理领域发挥重要作用。
关键词: 热光效应、马赫-曾德尔干涉仪、全光器件、MXene Ti3C2Tx、纳米材料
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于EuF2的晶体作为高功率中红外法拉第隔离器的介质
摘要: 这封信介绍了对立方EuF2+x固溶体晶体的光谱、磁光和热光特性的研究。在532-1940纳米波长范围内测量的费尔德常数色散表明,此类晶体可用于制造波长约2微米的法拉第隔离器。EuF2+x晶体的光学各向异性参数为负值,这意味着存在一个特定的晶体学轴取向,在该取向下可以显著减少热致退偏振。所进行的研究表明,EuF2晶体对于开发高功率中红外激光器的法拉第隔离器具有很高的前景。
关键词: 热光效应、磁光材料、法拉第效应
更新于2025-09-23 15:21:21
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集成二氧化钒的手性编码超表面用于太赫兹波的热光调制
摘要: 在电磁学领域,实现偏振转换与波前控制的同步存在诸多限制?;谂瞬槔啬赡?贝里(PeB)相位的手征编码超表面能有效缓解这些限制,并展现出对太赫兹辐射场的强控制能力。本文通过理论分析和仿真结果验证了手征原理,其圆二色性DR(手征效应)达到0.8。结合二氧化钒(VO2)的手征特性与热光效应,我们提出三种可切换超表面,用于太赫兹波束的定量分裂与高效聚焦(低效发散)。圆偏振(CP)和线偏振(LP)笔形波束的振幅切换效率均高于0.85。在线偏振波激励下,前两种手征超表面分别产生一个和两个温度可切换的反射右旋圆偏振(RCP)笔形波束;第三种手征超表面对RCP波实现高效聚焦,对左旋圆偏振(LCP)波则产生低效发散。该研究为更灵活地调制CP和LP波提供了新方法,并推动了太赫兹编码超表面在通信领域的应用。
关键词: 潘查拉特南-贝里(PeB)相位、二氧化钒、热光效应、手性编码超表面
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于蒸馏水包层的高灵敏度环形光纤温度传感器
摘要: 该研究提出了一种基于环形光纤耦合器耦合区蒸馏水包层结构的温度传感器。该结构通过将单模光纤折叠,在氢氧焰中熔融锥区,并利用两根相邻光纤形成耦合干涉?;谌裙庑вο煊婉詈细缮嬖?,随着环境温度升高,蒸馏水的折射率降低导致干涉光谱漂移。实验探究了不同锥区长度与干涉光谱的关系,当锥区长度为30-35毫米时干涉效果最佳。结果表明:在35°C至60°C温度范围内,传感器最大灵敏度达151.35皮米/摄氏度,线性度高达99.99%。此外,研究还提出了一种低成本解调方案。该传感器具有高灵敏度、良好线性度、优异稳定性、快速响应特性,且制造工艺简单、成本低廉,具有潜在应用价值。
关键词: 环形光纤耦合器、热光效应、倏逝场、温度传感器
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 高非线性间甲酚/尼龙体系中的各向异性色散冲击波
摘要: M-甲酚/尼龙是一种化学溶液,由有机溶剂(间甲酚)和合成聚合物溶质(尼龙)组成。最新实验表明,该溶液展现出各向同性的巨型自散焦非线性特性,且可通过调节尼龙浓度进行调控[1]。当连续波激光束照射时,光吸收引发热增益从而降低折射率——这种受热扩散影响呈现非局域特性的材料正经历着非线性热光效应。由于温度随光束强度变化,该非线性特性遵循非局域克尔模型,可用非线性薛定谔方程(NLSE)描述[2]。特别值得注意的是,V. Smith等人测得间甲酚/尼龙的克尔非线性系数n2:纯间甲酚为-9×10??cm2/W,而尼龙质量浓度3.5%时达到-1.6×10??cm2/W,其量级远超文献报道的大多数热致非线性材料。光学领域诸多现象(如孤子传播与色散冲击波生成[1,2])均受NLSE支配。我们报道了具有各向异性零奇点的二维光学色散冲击波实验证据(图1)。设定z为纵向坐标,x/y为横向坐标时,初始光束沿y方向呈高斯分布但沿x方向具高斯一阶导数,使得x=0处强度为零。这一特殊初始条件引发了新现象(本文首次报道):冲击波在光束边缘形成已知的水跃结构[2],但在奇点周围呈现陡峭的强度不连续性。我们通过流体力学模型理论分析了全程波破裂过程:WKB近似与特征线法可预测相位与强度的波破裂[2]。为建模冲击点后的光束传播,我们采用时间非对称量子力学数学工具,揭示了此类陡峭强度不连续性的产生机制[3]。数值模拟结果与实验及理论预测高度吻合。本研究不仅验证了间甲酚/尼龙巨型非线性响应的既有结论,更揭示了奇异初始强度分布下色散冲击波传播的基本规律。
关键词: 色散激波生成,各向异性色散激波,高度非线性间甲酚/尼龙,非线性薛定谔方程,热光效应
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于聚合物波导的片上集成光开关
摘要: 光学聚合物是光子集成器件中极具前景的材料之一,可采用简单、灵活且与半导体兼容的工艺进行加工。特别是具有高热光系数(TO)和电光系数(EO)优势的光学聚合物,已广泛应用于光波导开关领域。然而当前大多数光开关均为独立单功能器件,开发具有多层结构的片上集成信号处理器件至关重要。本文提出一种基于电光聚合物包层波导与热光可调垂直耦合器相结合的片上三维集成光开关,该集成器件能实现可调三维光连接与高速调制的功能集成。典型制备样品在48.2 mW驱动功率下呈现16.3 dB插入损耗和16.0 dB消光比,本研究同时测量了该器件热光与电光开关功能的动态特性。
关键词: 聚合物波导、热光效应、电光效应、光通信、光开关
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用非对称马赫-曾德尔干涉仪结构的高分辨率快速响应光学波导温度传感器
摘要: 我们提出并展示了一种基于非对称马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构的高分辨率、快速响应光学波导温度传感器。传感区域由非对称MZI结构构成,其两臂分别采用商用聚合物材料EpoClad和Norland光学胶73(NOA 73)形成两种不同纤芯。由于NOA 73具有更高的热光系数,两MZI臂的相位随温度变化产生差异,进而引发输出光功率变化,实现简易实时温度检测。该传感器展现出?1.685°C?1的高灵敏度、1.48×10?3°C的高分辨率及约510微秒的快速响应时间。其高灵敏度与分辨率、低成本、易集成且兼容多数生物检测的优势,使该设计传感器在分子分析、生物技术和化学合成的温度检测中具有应用潜力。
关键词: 马赫-曾德尔干涉仪、聚合物材料、热光效应、光波导传感器
更新于2025-09-12 10:27:22
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聚合物包覆微光纤马赫-曾德尔干涉仪的温度敏感性研究
摘要: 通过理论与实验研究了聚合物包覆微光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)自由光谱范围(FSR)的温度敏感性。通过控制光学微光纤的纤芯直径来改变聚合物包覆MZI的热膨胀特性和光学性能。将具有强倏逝场的光学微光纤插入MZI中,并在其表面沉积高热特性低折射率聚合物,从而实现聚合物包覆微光纤MZI。研究发现,所提出的MZI中热膨胀系数对FSR的温度敏感性起重要作用。测得该聚合物包覆微光纤MZI的温度灵敏度在25°C时为-8.29 nm/°C。通过快速傅里叶变换将聚合物包覆微光纤MZI的光学透射光谱转换为空间频谱,估算出该聚合物包覆MZI中空间频率的温度灵敏度为18.31 pm?1°C?1,比未包覆聚合物的微光纤MZI(1.04 pm?1°C?1)高出17倍。
关键词: 温度传感器、热光效应、热膨胀效应、微光纤、微光纤马赫-曾德尔干涉仪
更新于2025-09-10 09:29:36
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湿化学法制备的ZnO薄膜中高度c轴取向晶体生长诱导的巨大异常可饱和吸收行为
摘要: 采用湿化学溶胶-凝胶旋涂技术在裸玻璃基板上制备了不同厚度(30纳米、90纳米、110纳米、150纳米)的ZnO薄膜。X射线衍射结果表明,当厚度减至30纳米时,晶体生长取向从半极性向极性转变。通过连续波长条件下的开孔和闭孔Z扫描测量,量化了所制备纳米薄膜的非线性特性。30纳米厚ZnO膜的开孔Z扫描透射曲线显示出归一化谷值到归一化峰值的显著转变,其中归一化谷值和峰值分别对应反向饱和吸收(RSA)和饱和吸收(SA)行为。RSA现象源于众所周知的双光子吸收(TPA)机制,而SA行为则由沿c轴电子-空穴波函数重叠度降低所致。30纳米厚ZnO膜的闭孔Z扫描测量显示其通过自聚焦机制违反了双抛物线带(TPB)和克拉默斯-克勒尼希关系,该自聚焦效应归因于ZnO薄膜较薄产生的热效应。然而在90纳米、110纳米和150纳米厚的ZnO膜中则观察到自散焦行为。
关键词: 电子-空穴波函数、可饱和吸收、极性氧化锌、热光效应、自聚焦
更新于2025-09-09 09:28:46