【摘 要】
:
光调制器是光纤通信和全光互联领域中的关键器件,随科学技术的飞速发展,对光调制器的性能要求不断提高,迫切需要研发高性能的光调制器。相比于其他调制方式,全光调制具有高调制速度、低插入损耗和集成化度高等优势,并且作为实现全光通信的核心技术,受到了广大研究人员的关注。目前,全光调制器的性能提升主要依靠光学材料,其中,一维纳米材料具有的高速电子迁移速率、超快的非线性光学响应-饱和吸收效应等光电特性在全光调制
论文部分内容阅读
光调制器是光纤通信和全光互联领域中的关键器件,随科学技术的飞速发展,对光调制器的性能要求不断提高,迫切需要研发高性能的光调制器。相比于其他调制方式,全光调制具有高调制速度、低插入损耗和集成化度高等优势,并且作为实现全光通信的核心技术,受到了广大研究人员的关注。目前,全光调制器的性能提升主要依靠光学材料,其中,一维纳米材料具有的高速电子迁移速率、超快的非线性光学响应-饱和吸收效应等光电特性在全光调制器中有着巨大的应用潜力。利用该材料的优异特性,将其与光纤调制技术相结合,为高性能的光调制器的开发提供新的解决方案。本文将一维纳米材料的饱和吸收效应与微光纤相结合,分析了微光纤的光传输特性,利用微光纤的强倏逝场增强与一维材料的相互作用。通过激发一维纳米材料的饱和吸收效应实现全光调制,为一维纳米材料在光调制器中应用奠定了基础。论文的主要内容包括:1、制备了Si C纳米线、掺杂磷的Si C纳米线和C60纳米棒。我们通过SEM、TEM、XRD和拉曼光谱等方式对制得样品的结构特性进行了详细表征。结果表明,获得了形貌良好、直径达到纳米级别的一维纳米材料;其次,通过氢气火焰熔融拉锥制备了微光纤,分析了微光纤的传输特性和倏逝场能量分布,当微光纤直径逐渐减小时,纤芯对内部能量束缚减弱,倏逝场能量增强。最后,通过平衡双探测系统对制得一维纳米材料样品进行了饱和吸收特性测量。2、研究了Si C纳米线与微光纤复合波导的全光调制器。将Si C纳米线均匀涂敷在微光纤上,分析了基于Si C纳米线的饱和吸收效应的调制机制。利用泵浦-探测系统对全光调制器的调制深度和响应时间进行测量,获得5 d B的调制深度和8.2 ms(上升沿)和24.6 ms(下降沿)的响应时间;对Si C纳米线进行磷掺杂后,它的带隙宽度减小,载流子浓度增大,有效提高了它的光吸收系数。研究了掺杂磷的Si C纳米线与微光纤复合波导的光调制特性,结果表明,基于掺杂磷的Si C纳米线的全光调制器的调制深度达到了16 d B,相比于Si C纳米线,将其提高了3倍以上。说明Si C纳米线在高性能的全光调制器中有着巨大的应用潜力。3、研究了基于C60纳米棒与微光纤复合波导的全光调制器。C60纳米棒具有大的超快非线性光学响应和宽的吸收光谱,通过光诱导沉积法将C60纳米棒贴覆在微光纤的表面组成可饱和吸收体,利用其饱和吸收效应,实现全光调制。以405 nm的激光器作为外部泵浦光,通过透镜聚焦在此饱和吸收体,对光纤内部的1550 nm的探测光实现全光调制,其调制深度达到了6.5 d B,响应时间为25.48 ms(上升沿)/27.14 ms(下降沿)。设计的全光调制器结构简单、集成度高,可采用可见光泵浦源,有望为一维纳米材料在全光信息处理中提供了新的研究思路。
其他文献
页岩油作为一种非常规油气资源,对缓解油气资源短缺意义重大。目前GY-JH区块资源探明程度已经较高,其中又以E1f2储层为开发的主要层位,拥有较好的发展前景。页岩中一般具有多种矿物成分和较高的有机质含量,岩石孔隙结构复杂,这也导致了储层流体流动特征较为复杂,极大影响该类油藏的开发动用。目前页岩油的研究刚起步,可动性的研究对象多为致密油,对页岩油鲜有研究,由于两类油藏储层特征差异,已有研究成果难以指导
天然气常因其干净、便利、高效等特点,在化石能源中所占比重的逐年增加。近年来我国大力推动天然气开采、利用技术,明确天然气在我国能源系统中的战略地位,对我国保护生态、改善能源结构起到重要意义。为了满足天然气相关外输烃露点要求,从重烃较多的油田气中脱除重烃组分尤为重要。当前,国内外油气处理厂轻烃回收工艺技术研究以节能降耗以及提高回收率两个方向为主,应对气源的不同状况,通过对轻烃回收装置进行持续优化改造,
气田地面集输管网是气田生产中的主要用能环节之一。某气田地面集输管网包括高压与低压两套管网,管网受井数多、井口压力不均衡、采出流体复杂、产量调控频繁等影响,目前气田进入开发中后期,集输管网生产调度难度和运行成本都急剧增加。迫切需要对该天然气集输管网开展压力敏感性研究与管网适应性分析,找出管网中用能不合理的环节和部位,为工艺或设备改造、调度方案制定等提供依据。首先,对某气田集输管网工艺进行了研究,针对
目前施药机械和植保机械在使用过程中,一方面由于农药雾滴存在飘失、弹射、溅射和滚落等情况发生,雾滴的沉积量不到施药总量的20%。另一方面雾滴沉积量、雾滴粒径在上下坡、机具抖动、机具的速度变化时,会发生较大的偏差,喷雾控制的精度很难保证。针对上述扰动影响,本文采用具有抗扰动性能的自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Controller,ADRC)对施药系统控制,研究结
随着天然气产量的大幅增加及用户对天然气需求量的持续增长,为满足孔板定期清洗检查需求,生产现场多采用并联孔板进行计量。但周期检查装置时,孔板提到上腔后,管内流通面积瞬间增大,必然导致管路中流量动态重分配。目前针对孔板流量计的研究多局限于计量精度的影响因素、影响规律等方面,对于并联孔板计量装置检查期间流量动态重分配造成计量误差的影响因素及补偿方法未见报道。因此亟待对并联孔板计量装置检查期间的流量动态重
随着国家的发展,发现和开采的油气田越来越多,面临的难题也越来越严重和艰巨,其中一个常规且大部分油气田都要面对的难题就是随着年份的增加,井口产物越来越难被高效的开采出来,开采效率越来越低,所花费的人力物力越来越大。因此本文通过将集输管网和站场工艺联系起来,通过Pipephase来模拟集输管网,基于现场数据,对现场天然气井的出口压力进行计算,推算出到集输站所需要的进口压力从而反算气井的出口压力是否满足
本文以台秤示数变化的系列问题为情境,基于图式理论的指导,通过对思维建模教学策略的研究,提出了“解构·建构·架构”的思维建模范式,为帮助学生优化认知结构、提升学科思维能力提供了可视化的策略,从而培养学生的关键能力,发展学生的核心素养.
现代社会管理和生产生活中经常需要对大规模感兴趣目标进行快速计数统计,如在城市突发事件预警、公共管理、交通监控等领域,需要对人群进行计数;现代农业生产中,需要对农作物生长的全过程进行监控,即通过对大田作物图像监控和识别计数,达到表型分析和产量预估的目的,而产量预估的准确度,直接影响粮食期货价格,也是保障国家粮食安全的重要依据。随着人工智能技术的发展,基于深度学习算法的计算机视觉系统在目标计数、目标检
在飞机制造中,铆接连接件应用广泛,一架大型飞机上约有150万~200万个铆钉和螺栓,铆钉连接结构的强度直接影响飞机整体结构的强度。由于飞机许多结构其外形都有着较高的气动性能要求,某些位置的工作温度高,技术要求严苛,常用的铝合金铆钉不能胜任这样的要求。A286合金(国内牌号为GH2132)作为一种Fe-25Ni-15Cr基高温合金,在650℃以下具有良好的屈服强度、热稳定性和塑性,适合制造长期工作在
水力压裂是页岩气开采的一种重要手段,然而在压裂作业过程中产生的含有大量复杂有机污染物的返排液若不经适当处理而直接外排会造成严重的环境污染问题,因此返排液的有效处理是页岩气勘探开发面临的主要挑战之一。纳米二氧化钛诱导的光催化作为一种绿色高效环保技术,在压裂返排液的处理上表现出巨大的潜力。本文利用C掺杂与颗粒固定化相结合的手段对纳米TiO2进行复合改性,以解决材料难以回收和太阳光利用率低的问题,通过吸