导读:本文包含了环形光学谐振腔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:谐振,波导,光学,环形,陀螺,马赫,磁力计。
环形光学谐振腔论文文献综述
于长秋[1]（2016）在《光学环形谐振腔温度和磁场传感特性研究》一文中研究指出环形谐振腔由于其高集成度、高分辨率和易加工等优点受到研究人员的广泛关注。它可以用于实现光学滤波器、光开关、光学延迟器、光学传感器等多种光学器件。温度传感器和磁场传感器是它的两个典型的应用。本文研究了光学环形谐振腔的温度和磁场传感特性,具体内容如下:第一,介绍了几种常见谐振腔的光学特性和传感应用的研究现状。其中包含波导环形谐振腔及其耦合马赫曾德干涉仪结构和不同种类的回音壁模式谐振腔。随后介绍了基于环形谐振腔的温度和磁场传感器研究进展。在此基础上,总结了这个领域中需要进一步补充和改进的研究内容,作为本论文的主要研究内容。第二,以单环谐振腔及其耦合马赫曾德干涉仪结构为例,介绍了传输矩阵理论描述结构传输特性的方法。并对该结构的温度传感特性研究步骤进行介绍。同时,介绍了回音壁模式谐振腔的光学和机械模式计算理论及计算方法,并模拟了回音壁模式谐振腔的光学和机械模式,给出评价模式优劣的指标。随后提出了简易的描述回音壁模式谐振腔磁场传感特性的理论,预测了回音壁模式谐振腔的磁场灵敏度。为选取合适的实验参数,理论上对棱镜与谐振腔的耦合系统中光入射角度进行计算,确定了实验中光学元件的位置;同时介绍了Pound-Drever-Hall稳频理论,确定后续实验系统进行稳频时所需的调制频率。第叁,对上下话路单环谐振腔耦合马赫曾德干涉仪结构进行研究。理论分析了上下话路单环谐振腔结构两输出端口的色散和透射特性。在此基础上,提出利用这两个端口的正反常色散特性提高干涉仪灵敏度的方案。理论分析得到上下话路单环谐振腔耦合马赫曾德干涉仪结构的色散灵敏度,确定了在不同耦合区域内如何选取上下话路单环谐振腔结构参数才能获得最佳色散灵敏度。并在其中选取一组参数进行验证,得到与理论基本一致的实验结果。最后,计算了利用上下话路单环谐振腔耦合马赫曾德干涉仪结构进行温度传感时的传感精度,与传统马赫曾德干涉仪的传感结果进行比较,揭示了色散灵敏度的意义。第四,利用单环镶嵌谐振腔耦合马赫曾德干涉仪结构获得传感实验所需的非对称法诺谐振。理论计算了该结构在参考臂上引入不同的相位偏置时两个输出端口的透射谱线,选取两个端口能够产生光强变化相反的非对称法诺谐振的结构参数,进行温度传感研究。通过数值模拟的方法讨论了不同结构参数对温度传感特性的影响。第五,实验上研究了回音壁模式谐振腔的光学和磁场传感特性。利用COMSOL数值模拟谐振腔机械模式频率来确定谐振腔在何种尺寸才能实现在千赫兹范围内较灵敏的磁场探测。利用腔衰荡法和扫频法分别测试了两个谐振腔的光学品质因数。搭建稳频系统,将激光器输出频率稳定在谐振腔的谐振频率处。随后,对所加工的谐振腔的磁场特性进行测试,获得千赫兹频率范围内的磁场传感精度。通过改变二氟化钙光学腔在磁致伸缩介质外的纵向位置和选取合适的磁致伸缩介质高度来优化回音壁模式谐振腔的机械模式,确定了改进型谐振腔结构参数。随后在稳频系统中进行磁场传感实验测量改进型谐振腔的磁场探测精度和频率范围,获得了比未改进前谐振腔更宽的频率探测范围。这两个谐振腔在低频范围内均获得了比微腔更高的灵敏度,不必利用材料的非线性特性就可以实现磁场的直接测量,降低了测量难度。对谐振腔的磁场特性测试为后续进行核磁共振研究奠定了实验基础。本文的研究工作改进了已有的提高干涉仪相位灵敏度的方式,为干涉仪式传感器的应用提供更多选择。获得了低频范围内室温下工作的高灵敏度谐振腔磁场传感器,提升了谐振腔在光学传感方面的实用价值。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-07-01）
周笑艳[2]（2016）在《集成光学耦合微环形谐振腔中的物理效应和传感应用研究》一文中研究指出近年来,集成光学环形谐振腔以其微小的尺寸、优越的性能和CMOS工艺兼容性,吸引着大量研究者。利用微环形谐振腔可以实现芯片上的多种功能器件,如光学激光器、调制器、滤波器、逻辑门器件以及生物传感器等。将多个微环耦合、或者将微环与其他光学结构耦合可以形成各种耦合环结构,有望进一步提升器件性能。不仅如此,在合适的参数条件下,耦合环结构中还存在着可以类比于量子系统的有趣的物理效应,比如电磁诱导透明(EIT)和法诺(Fano)效应。前人的工作主要着眼于利用耦合环结构实现某一特定应用,但对于耦合环的特性理论研究并不够深入和全面。本文立足于集成耦合微环形结构的多种结构类型,从基本理论模型入手,旨在探索其中的物理效应,并将其应用于光学功能器件的性能提升,具体工作包括:第一,首次在光学集成耦合环中理论预测了EIT效应的多种相位区间,从物理层面解释了其成因,并展示了其在进一步提升器件光学延时和非线性特性上的巨大优势;EIT效应的多种相位区间广泛存在于耦合双谐振系统中,本文还展示了新的相位区间对量子相移门的性能提升。第二,首次在微环-法布里波罗耦合系统中展示了“超精细谱”——嵌套式EIT效应——的产生和原理。这种高品质因数的响应频谱具有很好的鲁棒性,对于光学滤波器、光开关和光学调制器的构建很有意义。第叁,首次在嵌套式耦合环结构中发现类比于量子系统中的反常Fano效应,并以传感应用为例,在多种参数条件下对比了其相对于正常Fano效应的性能提升;辅之以低温度噪声和低损耗的波导设计,最终构建出高灵敏度和超低检测极限的光学生物化学传感器。第四,完善了光学集成微谐振系统的传感器理论,对光强检测的信号探测方法中的主要噪声源按照不同机制进行归类,并分析了各种噪声机制对于不同微谐振腔结构的信噪比和检测极限的影响,最终针对噪声抑制和提升系统检测极限给出微谐振腔传感器设计的准则。第五,基于上述集成传感器理论,以气体传感为例,在多组结构参数下分析和比较了叁种不同耦合环结构的灵敏度特性,并给出了不同结构形式中传感器设计的最佳参数选取位置,为更全面的理解各种耦合环结构提供了帮助,也为基于耦合环结构的其他功能器件设计奠定了理论基础。(本文来源于《天津大学》期刊2016-05-31）
刘桂华,庞拂飞[3]（2011）在《基于环形谐振腔和Sagnac环的光学交错滤波器设计》一文中研究指出文章提出一种基于环形谐振腔和Sagnac环的光学交错滤波器,该滤波器是在常规Sagnac环的腔内耦合一个具有单偏振特性的环形谐振腔而构成的。利用环形谐振腔的非线性相位特性来改变偏振光的相位延迟特性,从而实现了具有近似矩形结构的偏振无关的光学交错滤波光谱。(本文来源于《光通信研究》期刊2011年03期）
郭丽君,石邦任,厉宝增,赵猛,陈晨[4]（2010）在《微型光学陀螺用光波导环形谐振腔的优化设计与制备》一文中研究指出光波导环形谐振腔是微型光学陀螺的核心敏感部件,其性能直接影响陀螺系统的性能,是此种陀螺设计和制造的关键。利用广角有限差分光束传播法(WA-BPM)对二氧化硅光波导环形谐振腔进行了优化设计;在优化设计的基础上,在硅衬底上利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备了掺GeO2的二氧化硅光波导环形谐振腔芯片,并通过了实验测试,其测量精细度可达16.7,可为今后集成光学陀螺的小型化和高灵敏度提供理论参考。(本文来源于《兵工学报》期刊2010年11期）
郭丽君,石邦任,赵猛,吕昊,赵振明[5]（2009）在《集成光学陀螺环形谐振腔的优化设计与制备》一文中研究指出利用广角有限差分光束传播法(WA-BPM)对集成光学陀螺(IOG)用掺锗的二氧化硅光波导环形谐振腔进行了优化设计,详细分析了谐振腔的主要性能参数精细度F与各种损耗及光强耦合系数的关系。在优化设计基础上,在硅基底上利用等离子体增强型化学汽相沉积(PECVD)法与反应离子刻蚀(RIE)制作了掺锗的SiO2光波导环形谐振腔。经测试,在1550nm波长处,光波导传输损耗为0.02dB/cm,环形谐振腔内总传输损耗仅为0.1dB/circuit,可为今后集成光学陀螺的小型化和高灵敏度提供理论参考。(本文来源于《光电工程》期刊2009年08期）
张旭琳,徐平[6]（2009）在《谐振式光学陀螺环形谐振腔内背向反射研究》一文中研究指出背向反射是谐振式光学陀螺(ROG)中的主要噪声之一。通过光波场迭加的方法,建立了环形谐振腔内的单点反射模型,得到系统中背向反射噪声引起的系统标度因子误差与环形谐振腔内反射参数的解析表达式。利用该表达式,通过Matlab进行数值拟合,分别对谐振式光纤陀螺系统(R-FOG)和谐振式微光学陀螺系统(R-MOG)中的背向反射噪声进行理论分析和比较。实验中,通过一定的措施抑制了系统中的背向反射噪声,分别得到R-FOG和R-MOG系统的开环输出信号。通过理论分析和实验验证背向反射噪声在R-MOG中的影响较大。为ROG中背向反射噪声的抑制及ROG系统的搭建提供了理论和实验依据。(本文来源于《光学学报》期刊2009年08期）
张旭琳,周柯江[7]（2009）在《谐振式微光学陀螺环形谐振腔外双反射点模型分析》一文中研究指出谐振式微光学陀螺(R-MOG)以其集成化、小型化的特点,成为谐振式光学陀螺(ROG)的发展趋势。其核心敏感部件-集成微光学环形谐振腔与系统中其他元件的连接,会产生背向反射这一噪声。利用光波场迭加的方法,建立环形谐振腔外双反射点模型,分析背向反射噪声对环形谐振腔内两光路谐振频率的影响。通过数值拟合,得到系统中背向反射引起的系统零偏与背向反射系数及环形谐振腔参数间的关系表达式。在同一个R-MOG系统参数下,对背向反射噪声和系统极限灵敏度噪声进行比较,说明背向反射噪声在R-MOG系统中的重要影响。为R-MOG系统中背向反射噪声的抑制及实验系统搭建提供了理论依据。(本文来源于《传感技术学报》期刊2009年06期）
赵辉,丁迎春[8]（2008）在《环形耦合谐振腔光波导的耦合率对光学延时线的影响》一文中研究指出本文根据Bloch理论研究了耦合谐振腔光波导(CROW)的群速度、延迟时间及存储容量随耦合率的变化规律。结果表明,耦合谐振腔光波导(CROW)的群速度、延迟时间及存储容量随着耦合率的增大而降低,而色散随耦合率的增大而增大。还运用传输矩阵的方法,研究了环形耦合谐振腔透过率随耦合率的变化规律。在不考虑损耗的情况下,耦合率对透过率无影响,考虑损耗时,透过率则随耦合串的减小而减小。对衰减系数为0.995,耦合率为0,235情况下的CROW进行模拟。模拟结果显示,当CROW中含64个谐振腔时,延迟时间能达到100ps,透过率可达到-27dB,可以满足实际应用需要。(本文来源于《激光杂志》期刊2008年06期）
王世军[9]（2008）在《集成光学环形谐振腔的研究》一文中研究指出谐振式光学陀螺是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速度的一种新型光学传感器。谐振式集成光学陀螺采用先进的微米/纳米集成光电子技术,用光波导集成光路制作环形谐振腔。这种陀螺与干涉式光纤陀螺或者由分立元件组成的环形激光陀螺相比,在微小型化和集成化上都具有更大的优势。利用光波导集成光路制作的光学环形谐振腔简称集成光学环形谐振腔是谐振式集成光学陀螺的核心敏感部件,是此种陀螺设计和制造的关键。基于谐振式集成光学陀螺这样一个应用背景,论文开展了谐振腔基本特性、多圈谐振腔性能以及偏振扰动和温度波动对谐振腔的影响等相关研究工作,并实际制作了多种耦合系数的单圈和多圈集成光学环形谐振腔芯片,其中单圈谐振腔芯片包括普通单模和保偏光波导两种结构,在研制的谐振腔芯片上顺利观察到了陀螺效应。具体来说,本论文的主要工作如下:采用基于Fabry-Perot干涉仪的多光束干涉迭加法分析得到环形谐振腔的谐振曲线表达式,并研究了谐振腔的基本结构参数对谐振特性的影响关系;通过在谐振腔芯片上制作和谐振腔波导结构一致的参考直波导,对比参考直波导输出电压获取谐振腔传递系数的最大值,根据谐振腔谐振曲线获取谐振腔清晰度和谐振深度,利用上述叁个谐振腔指标,建立了无破坏性测试谐振腔基本结构参数的测试模型,结构参数包括定向耦合器的耦合系数、附加损耗以及环形波导的传输损耗,为谐振腔的进一步优化设计提供理论基础;结合谐振式集成光学陀螺系统,分析了谐振腔基本结构参数对谐振式集成光学陀螺极限灵敏度的影响,发现在一定损耗条件和芯片尺寸下,适当增加谐振腔圈数可以提高陀螺系统的极限灵敏度。为分析多圈集成光学环形谐振腔中光波在交叉点上的传输特性,利用菲涅耳衍射效应建立通用分析模型,获得任意交叉角度下交叉点损耗的计算表达式;并进一步利用基于有限差分的宽角多步光束传输法分析了光波在交叉点的传输特性,在透明边界条件下利用追赶法计算得到交叉点损耗与交叉角度的关系;并实际制作了各种不同交叉角度的交叉波导结构,进一步验证了上述两种模型的计算精度和适用范围;根据谐振腔谐振曲线对谐振腔损耗的敏感性,通过对照测试单圈和多圈环形谐振腔的谐振特性,建立无破坏性测试多圈谐振腔中交叉点损耗的测试方法;进一步分析了多圈谐振腔对谐振式集成光学陀螺极限灵敏度的影响,得到只有当交叉点损耗小于一定值即交叉角度大于一定值时,适当增加谐振腔圈数,可以提高陀螺系统的极限灵敏度;也就是说,在一定的损耗条件和芯片尺寸下,存在一个最佳耦合系数和最佳的谐振腔圈数使得谐振式集成光学陀螺的极限灵敏度最高。研究了集成光学环形谐振腔的偏振扰动,特别是外界温度波动对集成光学环形谐振腔偏振特性的影响,利用琼斯矩阵法建立谐振腔偏振特性的分析模型,利用这个模型可以分析谐振腔各个结构参数对谐振腔偏振特性的影响关系、温度波动导致的偏振扰动对陀螺系统频率锁定的影响及温度变化引起的谐振频率的漂移。利用低压化学气相淀积和反应离子刻蚀处理技术在硅基片上制作了多种耦合系数的单圈和多圈集成光学环形谐振腔芯片,其中单圈谐振腔芯片包括普通单模和保偏光波导两种结构;分别测试了单圈和多圈谐振腔的谐振曲线,其中单圈集成光学环形谐振腔芯片的测试清晰度高达67.7,保偏谐振腔的偏振消光比为21.4dB;而由于交叉点损耗过大导致两圈和四圈谐振腔的测试清晰度分别只有19.3和10.0。利用研制的集成光学谐振腔芯片作为核心敏感部件,建立基于调相谱检测技术的谐振式集成光学陀螺系统,进一步测试得到陀螺效应。(本文来源于《浙江大学》期刊2008-05-01）
赵巍[10]（2005）在《集成光学陀螺环形谐振腔设计和掺铒波导特性计算》一文中研究指出光波导环形谐振腔是谐振型集成光学陀螺的核心敏感部件，其清晰度决定集成光学陀螺的测量精度。本文分析了波导损耗对环形谐振腔清晰度的影响，说明波导损耗是影响谐振腔清晰度的主要因素。本文以降低谐振腔损耗为主要目的，以实现高精度陀螺为目标，综合考虑现有材料和工艺水平，对集成光学陀螺谐振腔进行了结构、材料和加工工艺的初步设计和考虑。为实现高精度集成光学陀螺，在谐振腔中进行铒掺杂，形成半有源环形谐振腔是可行路线之一。为此，本文重点完成了利用叁维有限差分束传播法求解条形波导中场分布的计算程序的编写和调试。在此基础上，利用复数原子极化率与铒离子数分布的关系，及其对波导场解的影响，完成了求解掺铒波导增益特性的计算程序。实际计算表明，本文所编写的有限差分束传播法和掺铒波导增益特性计算程序，均能给出合理的计算结果。论文工作为进一步设计集成光学陀螺半有源环形谐振腔做好了准备。(本文来源于《长春理工大学》期刊2005-12-01）
环形光学谐振腔论文开题报告
（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：
近年来,集成光学环形谐振腔以其微小的尺寸、优越的性能和CMOS工艺兼容性,吸引着大量研究者。利用微环形谐振腔可以实现芯片上的多种功能器件,如光学激光器、调制器、滤波器、逻辑门器件以及生物传感器等。将多个微环耦合、或者将微环与其他光学结构耦合可以形成各种耦合环结构,有望进一步提升器件性能。不仅如此,在合适的参数条件下,耦合环结构中还存在着可以类比于量子系统的有趣的物理效应,比如电磁诱导透明(EIT)和法诺(Fano)效应。前人的工作主要着眼于利用耦合环结构实现某一特定应用,但对于耦合环的特性理论研究并不够深入和全面。本文立足于集成耦合微环形结构的多种结构类型,从基本理论模型入手,旨在探索其中的物理效应,并将其应用于光学功能器件的性能提升,具体工作包括:第一,首次在光学集成耦合环中理论预测了EIT效应的多种相位区间,从物理层面解释了其成因,并展示了其在进一步提升器件光学延时和非线性特性上的巨大优势;EIT效应的多种相位区间广泛存在于耦合双谐振系统中,本文还展示了新的相位区间对量子相移门的性能提升。第二,首次在微环-法布里波罗耦合系统中展示了“超精细谱”——嵌套式EIT效应——的产生和原理。这种高品质因数的响应频谱具有很好的鲁棒性,对于光学滤波器、光开关和光学调制器的构建很有意义。第叁,首次在嵌套式耦合环结构中发现类比于量子系统中的反常Fano效应,并以传感应用为例,在多种参数条件下对比了其相对于正常Fano效应的性能提升;辅之以低温度噪声和低损耗的波导设计,最终构建出高灵敏度和超低检测极限的光学生物化学传感器。第四,完善了光学集成微谐振系统的传感器理论,对光强检测的信号探测方法中的主要噪声源按照不同机制进行归类,并分析了各种噪声机制对于不同微谐振腔结构的信噪比和检测极限的影响,最终针对噪声抑制和提升系统检测极限给出微谐振腔传感器设计的准则。第五,基于上述集成传感器理论,以气体传感为例,在多组结构参数下分析和比较了叁种不同耦合环结构的灵敏度特性,并给出了不同结构形式中传感器设计的最佳参数选取位置,为更全面的理解各种耦合环结构提供了帮助,也为基于耦合环结构的其他功能器件设计奠定了理论基础。
（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。
环形光学谐振腔论文参考文献
[1].于长秋.光学环形谐振腔温度和磁场传感特性研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[2].周笑艳.集成光学耦合微环形谐振腔中的物理效应和传感应用研究[D].天津大学.2016
[3].刘桂华,庞拂飞.基于环形谐振腔和Sagnac环的光学交错滤波器设计[J].光通信研究.2011
[4].郭丽君,石邦任,厉宝增,赵猛,陈晨.微型光学陀螺用光波导环形谐振腔的优化设计与制备[J].兵工学报.2010
[5].郭丽君,石邦任,赵猛,吕昊,赵振明.集成光学陀螺环形谐振腔的优化设计与制备[J].光电工程.2009
[6].张旭琳,徐平.谐振式光学陀螺环形谐振腔内背向反射研究[J].光学学报.2009
[7].张旭琳,周柯江.谐振式微光学陀螺环形谐振腔外双反射点模型分析[J].传感技术学报.2009
[8].赵辉,丁迎春.环形耦合谐振腔光波导的耦合率对光学延时线的影响[J].激光杂志.2008
[9].王世军.集成光学环形谐振腔的研究[D].浙江大学.2008
[10].赵巍.集成光学陀螺环形谐振腔设计和掺铒波导特性计算[D].长春理工大学.2005
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