文档介绍：密级:——编号:——硅基二氧化硅光波导环形谐振器的技术研究鑄研究方向:塞威出堂塑红维巍堂论文起止时间:.—.分类号学位授予单位及代码:量壹理工盔堂§§学科专业名称及代码:堂堂申请学位级别:亟±指导教师:虿嫠焦麴援研究生:因洼
要摘本文首先对环形谐振器的谐振特性做了理论研究,阐述了理想光源激励下谐振器的主要参数对谐振性能及精细度的影响。接着基于理论分析的基础上,提出了一种应用于集成光学陀螺的谐振器的优化设计方案。光波导材料为传输损耗为甇痗硅基二氧化硅材料,有效的降低了谐振腔内部的损耗,使得谐振腔内损耗仅为,的有效滤除实现了光的基模传输,利于谐振腔的小型化;结合砑瓿闪硕缘ツ波导、弯曲波导部分、定向耦合器和无源环形谐振器整体结构的模拟和设计。最后对方型ü獠馐裕笛檠橹ち舜擞呕杓品椒ㄊ怯行Э尚械摹关键词:集成光学陀螺环形谐振器定向耦合器硅基二氧化硅利于谐振腔的高精度;光波导结构采用准单模矩形结构,利用腔中的弯曲波导对一阶模
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羔月私年羔月季日年羔月丑日长春理工大学硕士学位论文原创性声明长春理工大学学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的硕士学位论文,《硅基二氧化硅光波导环形谐振器的技术研究》是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”,同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或作者签名:部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。指导导师签名
第一章绪论弟一早珀引言世界上第一个微波传输环形谐振器是由甌在年设计制造的,最初它的主要应用还是集中在观察不连续微波的特性。到了世纪年代,环形谐振器出现在了天线和频率选择表面领域中,也相继报道了利用环形谐振器制造的滤波器、振荡器、混频器和耦合器。随着光信息时代的到来,基于低损耗硅波导的集成光学器件己经被人们深入广泛的研究。相对于光纤光学器件,集成光学器件有体积小和可大批量生产的先进特性而倍受人们青睐。随着光纤通信、光纤用户网、无源光网络⒐庀舜ǜ屑际醯攘煊虻难该头⒄梗獠ǖ蓟沸涡痴衿髯魑R恢种匾5奈拊器件,成为构成其他一些集成光学器件的重要组成部件,如环形激光器、光滤波器、光耦合器和波分复用/解复用器等。由此可见在这个信息时代,它将起着不可忽视此外,在惯性制导和惯性导航领域,环形谐振器的另一个重要应用就是在光学陀螺中。环形谐振腔是光学陀螺的核心敏感器件。因此在这里先介绍一下光学陀螺的发在陀螺的发展史中,~年代,夜浮陀螺仪和加速度计占主要位置;一年代静电陀螺仪在核潜艇和战略轰炸机中取代了夜浮陀螺仪。自年代以来,从环形激光陀螺仪J迹庋勇葜鸩饺〈嘶低勇菀牵⒖焖俜⒄蛊鹄础K着光纤技术的不断进步,光纤陀螺⒄寡杆伲突沸渭す馔勇菀窍啾龋渚有以下优点:,体积小,零部件少,价格低;,信号稳定可靠。由于光纤陀螺的诸多优点,受到军事领域的高度重视,早在美国年代中期,中精度./战术光纤陀螺就已经装备在战术导弹的飞行姿态的控制系统中。随着光学陀螺需求的领域和数量不断增大,对光学陀螺提出了小型化、集成化、成本低和稳定性高的要求。美、日等国从年代初期开始研制部分集成光学陀螺⋯把光路控制部分用集成光学芯片来完成,再与保偏光纤和光源耦合形成完整的光学陀螺系统。随集成光波导陀螺采用先进的微米/纳米集成光电子技术,与传统光学陀螺相比,具有体积小、重量轻、耐振动、成本低和抗电磁干扰等诸多优点,是微型惯性测量组合的它是用来测定相速度和观察微波的色散特性。在环形谐振器发展的最初年里,的作用。展现状。着光学技术特别是集成光学技术及相关领域的迅速发展,集成光波导陀螺应运而生‘。核心部件。年,美国公司与美国空军签定了研制合同,开始把激光陀螺中有源谐振腔改成集成光路的无源谐振腔,年获得了微型光学陀螺仪的专利权。年代,其样机研制成功。
图为公司的微型光波导陀螺结构,其中,采用了光波导谐振腔,性能指标目前将来激光器功率光波导谐振腔的直径波导损耗痗最大输入角速度/标度因数稳定度国内在光学陀螺的研制从八十年代中期开始主要集中在光纤陀螺领域,九十年代初有光纤陀螺芯片问世。信息产业部第四十四研究所、北京航天航空大学、浙江大学、上海交通大学、航天部第十三研究所等