光電子經(jīng)典(存儲(chǔ)版)
【正文】 大的平坦負(fù)色散 ? = ?m ??? = 047 D = 100 ps/nm/km實(shí)例：可調(diào)光纖光柵（熱光效應(yīng)〕電光效應(yīng) ？ 聲光效應(yīng) ？ 磁光效應(yīng) ？ 光折變效應(yīng) ？應(yīng)用：動(dòng)態(tài)光控制器件 PCF 特性特性5. 單纖多芯傳輸 / 耦合應(yīng)用：多信道光傳輸 /光纖傳感 , 光控光耦合器件 PCF 特性特性6. 空氣芯光纖 無損耗 ! 無材料色散 !！ 無光學(xué)非線性 !??！應(yīng)用：通信 /傳感 PCF 特性特性 PCF 應(yīng)用研究進(jìn)展應(yīng)用研究進(jìn)展?pump =1536nm?signal =1650nm0rcore = ?mLHF = 75mAeff =2. 85?mLB =PCF 拉曼放大器G= NF6dBXPM+narrowband filtering (data rate of 10 Gbit/s) LHF = , rcore = ?m, Aeff =(+/)μm2?＝ 50dB/km, D=+100 ps/nmkm (1550), ? =31W 1nm色散限制問題 : ?n 大 ? 傳輸損耗增大 芯徑小 ? 光學(xué)非線性增強(qiáng)?? = %?+＝ ％ ?? = %?+＝ ％ ?? = %SMF DCFa DCFb 色散補(bǔ)償光纖 (DCF) 色散位移光纖 (DSF) 色散平坦光纖 (DFF)? 特種光纖問題 : 調(diào)諧范圍小? 非線性啁啾光纖光柵?1?2 ?3信息光電子技術(shù)的新突破信息光電子技術(shù)的新突破光學(xué)非線性限制? 折射率調(diào)制 －自相位調(diào)制 (SPM)：譜展寬 ? 色散代價(jià) －交叉相位調(diào)制 (SPM)： 譜展寬 ? 色散代價(jià) － 四波混頻 (FWM) ：相干干擾 ? 串?dāng)_ / 功率耗散 信息光電子技術(shù)的新突破信息光電子技術(shù)的新突破光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)調(diào)控信息光電子技術(shù)的新突破信息光電子技術(shù)的新突破WDM/PointtoPoint Transport Fixed WDM/Multipoint Network Optical XC and WADMReconfigured WDM/Multipoint Network ?1?2 ?4Fibergrating?1?2?3?4 Circulator ?3InputDropIsolatorFibergrating?1?2?3? 4Circulator ?3OutputAdd光纖光柵型 OADM問題： 光纖光柵不可調(diào)信息光電子技術(shù)的新突破信息光電子技術(shù)的新突破微電機(jī)械 (MEMS) OADM問題：表面物理狀態(tài)難控制信息光電子技術(shù)的新突破信息光電子技術(shù)的新突破2. 光子學(xué)集成 (VLSI) 困難 : 光子器件尺寸 mmcm級(jí)－波導(dǎo)彎曲損耗Thermooptic phase shiftersWaveguide gratings with interleave chirp10 cm信息光電子技術(shù)的新突破信息光電子技術(shù)的新突破1970s： ? 異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料（ LD 室溫工作） ? 石英光導(dǎo)纖維（損耗 1dB/km〕光纖通信奠定基石光電器件更新?lián)Q代1980s： ? 量子阱半導(dǎo)體材料（ QW 激光器） 期待新一代光電功能材料的突破 !！ !光通信發(fā)展歷史的見證光通信發(fā)展歷史的見證1990s： ? 稀土摻雜光纖（摻鉺光纖放大器）光通信技術(shù)的革命光電功能材料進(jìn)展 光電子技術(shù)的突破光子晶體光子晶體? 概念－光子能帶? 光子晶體特性三維一維 二維d ? 光子晶體（光子晶體（ PC））?介電常數(shù)周期分布的介質(zhì)形成光子能帶，禁止 帶隙 (PBG) 頻率的光傳播Diamond光子能帶Defect state? 缺陷能級(jí)在包層帶隙中，缺陷態(tài)的光受帶隙限制二維結(jié)構(gòu)參量 :孔徑 － d周期 － ?芯徑 － ??? 光子晶體光纖是帶缺陷 (纖芯 )的二維光子晶體 光子晶體特性光子晶體特性－ 抑制頻率落在帶隙內(nèi)的原子和分子的自發(fā)輻射 帶隙 ( PBG )限制作用I thP ( mW )應(yīng)用：－ 高效率無發(fā)光二極管、太陽能電池 － 高效率無背 瓣微波天線－ 禁止頻率落在帶隙內(nèi)的光傳播－帶阻濾波器 光子晶體特性光子晶體特性2. PBG 限制的 “微腔 ”作用－ 帶隙限制微腔自發(fā)輻射態(tài)密度增強(qiáng)（ Purcell效應(yīng)）Optical microcavitiesElectron quantum boxes應(yīng)用：－ 實(shí)現(xiàn)接近零閾值的激光輻射 － 實(shí)現(xiàn)對(duì)量子態(tài)（量子比特）的操作－ 帶隙限制微腔的光子局域 ( Photonic location ) 光子晶體特性光子晶體特性應(yīng)用 ：－ 高速度、高選擇性、高集
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