1 暨南大学光电信息与传感技术广东普通高校重点实验室，广东 广州 510632
2 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
3 中国工程物理研究院应用电子学研究所，四川 绵阳 621900
4 广东工业大学广东省信息物理融合系统重点实验室，广东 广州 510006
5 季华实验室，广东 佛山 528200
太赫兹调制器作为太赫兹技术应用的重要器件之一，在太赫兹通信、成像和传感等领域具有广泛应用前景。但是目前太赫兹调制器调制深度、工作带宽、稳定性等有待提升，这制约了太赫兹技术的进一步推广与发展。基于此，设计并制备了一种新型光控砷化镓/侧边抛磨太赫兹光纤（SPTF）调制器，将砷化镓转移到太赫兹光纤抛磨区，增强太赫兹波倏逝场与砷化镓相互作用。在外置808 nm激光器照射下实现对太赫兹波幅度调制，调制深度达到97.4%。实验结果表明，这种新型的光纤调制器具有较好的光控调制效果。同时，该器件体积小、集成度高，具有广泛应用的潜力。
太赫兹调制器 侧边抛磨光纤 砷化镓 光控 调制深度 激光与光电子学进展
2023, 60(18): 1811003
Author Affiliations
Abstract
1 Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Fiber Sensing and Communications, Jinan University, Guangzhou 510632, China
2 Key Laboratory of Optoelectronic Information and Sensing Technologies of Guangdong Higher Education Institutes, Jinan University, Guangzhou 510632, China
Recently, nonlinear photonics has attracted considerable interest. Among the nonlinear effects, second harmonic generation (SHG) remains a hot research topic. The recent development of thin film lithium niobate (TFLN) technology has superior performances to the conventional counterparts. Herein, this review article reveals the recent progress of SHG based on TFLN and its integrated photonics. We mainly discuss and compare the different techniques of TFLN-based structures to boost the nonlinear performances assisted by localizing light in nanostructures and structured waveguides. Moreover, our conclusions and perspectives indicate that more efficient methods need to be further explored for higher SHG conversion efficiency on the TFLN platform.
thin film lithium niobate second harmonic generation waveguide nanostructure Chinese Optics Letters
2021, 19(6): 060012
1 暨南大学 广州可见光通信工程技术研究中心,广东 广州510632
2 暨南大学 广东高校光电信息与传感技术重点实验室,广东 广州510632
3 暨南大学 广州可见光通信重点实验室, 广东 广州510632
4 暨南大学 理工学院 光电工程系, 广东 广州510632
在复杂光照条件下二维码扫码器采集到的图像容易出现整体高亮、阴影区域和局部高亮、阴影区域, 使得图像分割阈值确定困难, 研究了Sauvola算法中的窗口大小w值和修正因子k值对于QR码图像二值化的影响。针对全局二值化方法抗噪能力差和局部二值化方法处理速度慢的缺陷, 提出了一种改进的QR码图像二值化方法, 将Otsu和Sauvola算法相结合提升算法抗噪能力, 并利用积分图算法提高算法运行效率。实验证明, 该方法二值化效果优于经典的二值化方法, 平均运行效率比原Sauvola算法提高17倍, 提升了识别成功率。
QR码 二值化 修正因子 积分图像 QR code binarization correction factor integral image
1 光电信息与传感技术广东省普通高校重点实验室(暨南大学)，广州 510632
2 暨南大学光电工程系，广州 510632
3 广东省光纤传感与通信技术重点实验室(暨南大学)，广州 510632
本文使用火焰熔融拉锥的方法，通过控制火焰的高度及拉锥速度，成功制备了具有微拱型渐变区的新型微纳光纤器件。理论计算表明，微拱型渐变区有利于激发出强度相当的高阶微纳光纤传输模式，从而增加了传输光谱中由模间干涉导致的透射谷的深度。实验表明，该新型微纳光纤器件透射谷深度达到18 dB，当轴向应变量增加时，透射谷向短波长方向移动，轴向应变灵敏度为-13.1 pm/με，比光纤光栅应变传感器提高一个数量级，是传统直线型微纳光纤灵敏度的3倍，线性度为99.15%。这种具有微拱型渐变区的微纳光纤器件具有灵敏度高、机械性能好以及便于与现有光纤系统集成等优点。并且结构简单，易于制备，可广泛应用于各种物理、化学和生物传感和探测领域。
火焰熔融拉锥 光纤应变传感器 模间干涉 Rsoft仿真 flame melting tapering optical fiber strain sensor mode-mode interference Rsoft simulation
1 暨南大学理工学院光电工程系, 广东 广州 510632
2 光电信息与传感技术广东普通高校重点实验室,暨南大学, 广东 广州 510632
光纤表面等离子体共振传感器具有体积小、抗电磁干扰,可以实现在线实时远距离检测的优点.为提高传感器的性能,建立了侧边抛磨光纤表面等离子体共振传感的物理模型,分别研究了侧边抛磨光纤的剩余厚度、银膜层的厚度对传感器的灵敏度、共振峰的深度和半高全宽等的影响.结果表明:光纤剩余厚度越小,表面等离子体共振现象越强;随银膜层的厚度增大,共振峰的宽度变宽,而传感器的灵敏度呈现非单调变化.通过综合表面等离子体共振传感器的折射率传感灵敏度和共振峰半高全宽,提出了质量因数作为传感器的优化指标,并最终得到最优化的设计方案为光纤剩余厚度为66.5 μm,银膜的厚度为50 nm,此时质量因数达到98.67.
光纤传感器 表面等离子体共振 侧边抛磨光纤 光谱灵敏度 质量因数 Optic fiber sensor Surface plasmon resonance Side polished fiber Spectral sensitivity Figure of merit 光谱学与光谱分析
2015, 35(5): 1419
1 暨南大学 光电信息与传感技术广东普通高校重点实验室
2 光电工程系, 广州 510632
3 重庆大学 光电工程学院信息工程系, 重庆 400044
研究了去包层U型弯曲光纤的折射率传感特性.首先根据模间干涉理论, 分析了U型光纤传感器的传感原理, 指出干涉谱损耗峰波长与环境折射率和弯曲半径有关.利用单模光纤(SM-28)实验制作不同曲率半径的U型光纤传感器, 把传感器的U型部分浸入不同折射率的液体中, 研究其折射率传感特性.当U型光纤曲率半径为2.5~5.0 mm时, 传输光谱中均能观察到明显的模间干涉现象; 当液体折射率从1.30RIU变到1.43RIU时, 光谱损耗峰波长发生红移, 且弯曲半径越大, 折射率传感灵敏度越高; 在曲率半径为5 mm时灵敏度为207 nm/RIU(折射率1.30~1.40RIU)和1 220 nm/RIU (折射率1.40~1.42RIU).干涉峰的波形参量(半高宽、对比度)决定于包层模和纤芯导模之间的比例, 当曲率半径为4 mm时, 损耗峰半高宽最小达3.2 nm.综合半高宽和灵敏度两个参量, 得出曲率半径4.5 mm的U型光纤传感器品质因素最高, 分别为43.1RIU-1(折射率1.30~1.40RIU)和191.2 RIU-1(折射率1.40~1.42RIU), 可直接由SM-28单模光纤制成, 且制作工艺简单、成本低、机械强度高不需要任何特殊处理, 具有很好的应用前景.
光纤 传感器 干涉 折射率 光谱 U型弯曲光纤 Optical fiber Sensor Interference Refractive index Spectrum U-bend fiber
暨南大学 光电工程系 光电信息与传感技术广东普通高校重点实验室, 广州 510632
为了满足表面等离子体传感器高灵敏度、高线性以及较大测量范围的需求, 提出侧边抛磨光纤耦合的三角形纳米金柱阵列等离子体共振传感模型.用有限元法仿真得出侧边抛磨光纤倏逝场激发出三角形纳米金柱的三种等离子体共振模式, 分别为传输等离子体、三角形纳米金柱的本征等离子体和柱间等离子体, 在传感器透射谱中呈现三个共振波谷.本征等离子体和柱间等离子体均属于局域等离子体, 所对应的共振波谷对外界环境折射率的灵敏度较低但具有很高的线性度.传输等离子体对应的波谷随折射率变化灵敏度很高且呈非线性关系, 优化后三角形金柱阵列设计中, 当折射率为1.38~1.42RIU时, 灵敏度高达12 882 nm/RIU.该传感结构集成了侧边抛磨光纤的强倏逝场, 具有传输等离子体的高灵敏度、局域等离子体的高线性度和大测量动态范围等优点, 有重要的研究意义和实用价值.
表面等离子体共振 侧边抛磨光纤 有限元法 三角形纳米金柱阵列 灵敏度 线性度 大测量动态范围 Surface plamon resonance Side-polished fiber Finite element method Triangular gold nano-rod array Sensitivity Dynamic measurement range
1 暨南大学光电信息与传感技术广东高校重点实验室, 广东 广州 510632
2 暨南大学光电工程系, 广东 广州 510632
3 广东职业技术学院轻化工程系, 广东 佛山 528041
4 暨南大学化学系, 广东 广州 510632
将还原氧化石墨烯（rGO）沉积在侧边抛磨光纤（SPF）上制作了一种新型的光纤湿度传感器。在高湿度区域[相对温度(RH)为70%~95%]，传感器的光功率变化达到6.9 dB，尤其在RH 为75%~95%区域，传感器对湿度变化能实现相关系数为98.2%的线性响应，灵敏度可达0.31 dB/(%RH)，响应速度快于0.13 (%RH)/s，并且具有很好的可重复性。对传感机理的理论分析可以解释实验结果，并且表明这种基于石墨烯的光纤传感器亦可广泛应用于其他种类化学气体的探测。这种全新机理的光学传感器是对石墨烯电化学传感器的一种很好的补充，并将促进石墨烯在化学传感技术中的应用。
光纤光学 光纤湿度传感器 还原氧化石墨烯 侧边抛磨光纤 化学气体传感器
1 暨南大学光电信息与传感技术广东普通高校重点实验室, 广东 广州 510632
2 华中科技大学武汉国家光电实验室(筹), 湖北 武汉 430074
为了满足加工和制作光子晶体光纤器件时的方位角定位需求，提出基于激光前向散射图案的方位角确定方法。用波长为650nm的激光垂直照射在光子晶体光纤的侧面，拍摄前向散射图案同时实时记录光子晶体光纤端面的显微图像。选取前向散射图案的局部区域强度之和为特征值，通过比较分析得出当求取前向散射图案半幅散射条纹强度值总和时，其特征值变化规律与光子晶体光纤内部轴向结构相对应，可用于光子晶体光纤特殊方位角的确定。在三种不同结构的光子晶体光纤的特殊方位角定位中，该方法的定位精度均小于0.5°，充分证实了该方法的有效性和普适性。提出的光子晶体光纤轴向特殊方位角确定方法简单实用、定位精确，将在光子晶体光纤器件加工中发挥重要的作用。
光纤光学 光子晶体光纤 散射图案 特征值 轴向方位角 中国激光
2014, 41(12): 1205005
1 暨南大学 理工学院 光电工程系 光电信息与传感技术广东普通高校重点实验室, 广州 510632
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
空间平均型退偏要求退偏后的光束不仅具有低偏振度, 还要求避免偏振态的空间带状连续分布.为了实现光束偏振度的测量和空间退偏度的观察, 提出基于洛匈棱镜的偏振度测量方法, 理论推导了偏振度和各个光功率测量值之间的关系, 设计了实验装置, 并与全偏振度测量方法进行对比.结果显示: 两种测量方法得到的偏振度相对偏差为0.192%, 但洛匈棱镜能将o光和e光在空间分离, 能对光束偏振态的空间分布进行观测.基于洛匈棱镜的偏振度观测方法结构简单, 操作方便, 在偏振度和偏振态的空间分布的同时观测中有重要应用.
偏振度 洛匈棱镜 空间偏振分布 Degree of polarization Rochon prism Spatial distribution of polarization
