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关键词： 激光器   半导体激光器   组合光栅   侧向模式   远场光斑   脊波导  

摘要： 设计并制作了一种新型含有组合光栅结构的分布式布拉格反射(CDBR)半导体激光器。通过引入组合光栅结构,对分布式布拉格反射(DBR)激光器的高阶侧向模式进行调控,提升了高阶侧向模式的损耗,最终优化了远场光斑图案。实验制得的器件腔长为2 mm,脊波导宽度为40μm,高阶光栅周期为7μm,占空比为0.6。当注入电流为1.0 A时,组合光栅起到明显作用,远场光斑图案从DBR-激光二极管(LD)的多瓣优化到CDBR-LD的单瓣。CDBR-LD在电流为1.25 A时的饱和输出功率约为433 mW,斜率效率为0.337 W·A^(-1),注入电流为0.95 A时的光谱半峰全宽(FWHM)约为0.61 nm。

关键词： 互动物理实验   大学物理教学   光栅   偏振  

摘要： 大学物理实验课程因在内容上无法与理论课同步、演示实验室缺乏灵活性、演示实验仍属于单向输出而缺乏吸引力.为解决这些问题提出了互动物理实验教学新模式,即学生可以通过手中的学具、量具等参与教师的演示实验,而不是被动地观看教师的演示.根据新模式对光栅光谱、偏振知识模块开发了6个实验项目,其中包括2种学具(光栅卡片、偏振卡片)、11种教具(磁吸式元素灯、红宝石吸收谱演示仪等)、2个学案(光栅衍射预习题、偏振预习题)、1个新媒体平台(微信公众号“工大物理实验”).互动物理实验教学模式提高了学生的课堂参与度,增强了学生的学习兴趣,为理论课上的实验教学探索了新方式.

关键词： 光纤布拉格光栅   湿度传感器   三氧化二铝   聚乙烯醇  

摘要： 使用提拉法在腐蚀后的光纤布拉格光栅上涂覆三氧化二铝-聚乙烯醇薄膜,利用湿敏薄膜亲水性产生的应变,引起光纤布拉格光栅的中心波长发生漂移,实现了环境湿度的监测。实验中,光纤布拉格光栅的直径为50μm,三氧化二铝和聚乙烯醇溶液的混合比例为9:1,湿敏薄膜的涂覆厚度为80μm。实验研究结果表明,当湿度为40%RH-58%RH时,传感器的湿度灵敏度为6pm/%RH,当湿度为58%RH-70%RH时,湿度灵敏度为32.3pm/%RH。在25~70℃温度范围内,传感器的温度灵敏度为14.2pm/℃。稳定性实验表明传感器的不稳定性为0.0745%RH,呼吸测试表明该传感器的响应时间和恢复时间分别为1.94s和5.19s。该传感器制作简便、湿度灵敏度高、稳定性好,具有一定的应用潜力。

关键词： 氮掺杂金刚石   磁光特性   太赫兹时域光谱  

摘要： 氮掺杂金刚石(N-D)是最重要的碳基电子材料之一,由于氮相关色心的存在,其具有许多有趣而独特的物理特征。文章中研究了等离子体化学气相沉积法生长的N-D样品的太赫兹(THz)磁光特性。应用偏振THz时域光谱(THz TDS)技术,在0~8 T磁场和80 K温度条件下,测量了N-D样品在法拉第几何结构下的THz透射光谱,得到了N-D材料的法拉第旋转角和椭偏率、复横向(或霍尔)磁光电导率以及复左、右旋介电常数随磁场的变化规律。结果表明,N-D材料具有优良的THz磁光法拉第旋光效应,可应用于THz旋光器件。

关键词： 光纤布拉格光栅   仿生跟随   波电转换   姿态特征  

摘要： 为拓展光纤光栅在机器人智能感知领域的应用,设计了光纤光栅感知护具并研发了光纤光栅波电转换系统及其人机仿生跟随的交互操控算法。感知护具中设置有3个光纤布拉格光栅传感单元,主要包括弹性绳的拉力环。通过拉力环对光纤光栅施加预紧力,可有效避免由于衣物或皮肤聚集引起的牵引力方向偏移。光纤光栅波电转换系统对人体手臂的肘关节弯曲角度、腕关节俯仰角度、指关节开合角度进行运动姿态特征提取,分别对应控制机械臂的方向、高度和机械爪开合角度。构建了人体手臂运动角度范围和机械臂运动角度量程的对应关系,获取了检测系数和控制系数,最终通过动态实时波长与PWM控制电信号的转换推导出系统的波电转换系数。实验结果显示,在实验量程内,机械臂的方向、高度、开合控制输出的波电转换系数最大累积误差分别是0.77111%,1.99291%,0.34117%,3个控制角度的输出偏差分别为1.13560°,1.72056°,1.82657°。光纤光栅波电转换的仿生跟随方法具有良好的控制精度,实现了机械臂运动与人体手臂运动的仿生跟随,为智能机器人仿生跟随的深入研究奠定了理论基础。

关键词： 耦合模方程   布拉格光栅   电磁波传输特性  

摘要： 为了深入研究波导光栅中电磁波的传输特性,本文以布拉格光栅为例,从光场的波动方程出发得到了光栅的耦合模方程,进而通过求解耦合模方程得到表征光栅特性的2×2矩阵。针对均匀布拉格光栅和取样光栅,采用MATLAB数值模拟方法研究了各个参数对其反射谱和透射谱的影响。结果表明,光栅长度、有效折射率以及耦合强度会影响均匀布拉格光栅反射谱和透射谱的峰值、位置和宽高,光栅段长度、空白段长度以及周期数目会导致取样光栅反射谱的反射峰间隔增减和各级峰值的变化。相关仿真分析可以为光纤光栅传感、分布式布拉格反馈(DBR)激光器、光栅滤波器等设计应用提供理论支撑。

关键词： 泰伯效应   加速度计   光栅   闭环控制  

摘要： 提出了一种基于微纳光栅泰伯(Talbot)效应检测原理的微光机电系统(MOEMS)加速度计,通过理论分析与有限元仿真软件相结合,验证了光栅MOEMS加速度计检测机理,同时仿真得到其结构灵敏度为1.21μm/gn,工作模态频率为153.76 Hz。另外,为了提升其线性工作范围,采用电磁驱动的方式进行闭环控制。采用通电导线在磁场中产生的安培力来平衡加速度计产生的惯性力,以达到闭环反馈控制,理论上可将加速度计的线性工作范围从0.83 gn提升至4.32 gn,提升近5倍左右。

关键词： 乡村旅游   公共服务   张量填充   满意度   重视程度  

摘要： 以山西省各地市10个典型乡村旅游景区为对象,构建了乡村旅游公共服务指标体系,通过两次问卷调查所得数据构成“被调查人员×调查指标×景区”的三阶张量,利用高精度低秩张量(矩阵)算法先对缺失数据进行填充,而后利用Fmincon函数计算出每个景区5项最重要指标的权重和满意度分值及总体满意度分值。分析可知,游客普遍对自助导游服务不满意,且满意度明显低于重视度;对文艺演出活动的满意度和重视程度都偏低;对安全风险信息提示的满意度明显高于重视程度。为此,应从细微处改善旅游公共服务短板,并持续增加乡村旅游公共服务投入。

关键词： 光纤布拉格光栅   飞秒激光   狭缝整形   低损耗   反射率  

摘要： 为了解决飞秒激光逐点法制备的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Gratings,FBG)损耗较高的问题,利用逐面法完成飞秒光纤光栅制备的实验研究。运用高斯光束传播的基本理论,通过狭缝整形技术对聚焦的飞秒激光能量分布进行等高宽整形,突破在光纤横截面内诱导产生圆形折射率调制的难点,最终制备得到低损耗的飞秒光纤光栅。开展不同狭缝宽度制备FBG的光谱特性对比实验,结果表明:利用光斑直径为5.0 mm的飞秒激光光束刻写FBG时,采用宽度为1.7 mm的狭缝制备得到的FBG插入损耗降低至0.15 dB,短波损耗降低至0.5 dB,验证了基于狭缝整形的低损耗飞秒光纤光栅制备方法的有效性。针对狭缝法制备的FBG反射率分散问题,提出控制折射率匹配液填充量以及调整飞秒激光能量的方法,并优化光束聚焦流程,成功降低FBG反射率的分散度。本研究对推动飞秒光纤光栅在大容量、高链路损耗等环境中的实际应用具有重要意义。

关键词： 听神经瘤   弥散张量成像   面神经   预防   电生理监测   功能障碍   手术效果   定位  

摘要： 目的探究弥散张量成像(DTI)定位在听神经瘤切除术中的应用。方法选取2017年1月—2020年1月在西安国际医学中心医院治疗的106例听神经瘤患者,收集患者临床资料。通过术前DTI定位与术中面神经电生理监测结果进行比较,分析两者检测结果的一致性。分析手术效果及术后患者面神经功能。结果面神经均位于肿瘤腹侧,其中位于腹侧中央者最多(44例,占41.51%),其次是腹侧前上部者(25例,占23.58%)。术前DTI结果与术中神经电生理监测结果相符合者有100例(94.34%),不符合者有6例(5.66%),差异无统计学意义(P>0.05)。患者术后面神经均实现解剖保留。术前面神经功能良好率为89.62%;术后2周、3个月、6个月以及1年,患者面神经功能良好率分别为74.53%、46.23%、53.77%及85.85%;患者术前与术后面神经功能分级比较,差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论术前通过DTI定位面神经与肿瘤位置较准确,且手术效果较好、面神经保留率较高,术后面神经有一定损伤,6个月后开始恢复,术后面神经功能障碍发生概率降低。