基于表面纳米薄膜的特种光锥光信号接收增强机理的理论与实验探索

基本信息
批准号:61205068
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:付兴虎
学科分类:
依托单位:燕山大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:付广伟,张保军,王枫,李魁星,宋秀峰
关键词:
光信号接收耦合效率增强机理纳米薄膜特种光锥
结项摘要

By depositing the nanofilm on specialty optical taper surface, a method of optical signal acquisition is proposed. The enhanced mechanism and key technologies are mainly investigated. The research mainly includes the following aspects. Firstly, the influence mechanism between the configuration of nanofilm deposition on specialty optical taper and optical signal acquisition is researched. Secondly, the enhanced method for the coupling efficiency of optical signal acquisition is proposed. Thirdly, the relation between the spatial location of specialty optical taper and the coupling efficiency of optical signal acquisition is acquired. Finally, the system performance is tested for optical signal acquisition using nanofilm deposited on specialty optical taper surface. In order to study the novel mechanism and method for optical signal acquisition, some scientific issues are mainly solved, including the enhanced coupling mechanism of optical signal acquisition and the control methods for improving the coupling efficiency of low optical signal acquisition. A fundamental solution to improve the coupling efficiency of optical signal acquisition can be proposed. Especially, the theoretical value and practical significance is important for the optical signal acquisition in many areas, including the wireless optical communications, laser radar, coupling light source and optical fiber, and so on.

本项目提出基于表面纳米薄膜的特种光锥光信号接收方法,重点对其光信号接收增强机理和关键技术进行研究。研究内容主要包括:表面纳米薄膜特种光锥结构参数对光信号接收耦合效率的影响机理;表面纳米薄膜特种光锥光信号接收耦合效率增强方法;特种光锥空间位置与光信号接收耦合效率的关系;基于表面纳米薄膜的特种光锥光信号接收实验系统。该研究针对如何增强光信号接收耦合机制和提高微弱光信号接收耦合效率的调控方法等关键问题,探索研究新的高效光信号接收耦合机理与方法,从根本上解决如何增强光信号接收耦合效率的难题,对无线光通信、激光雷达和光源与光纤的耦合等领域中的光信号接收具有重要的理论价值和实际意义。

项目摘要

在无线光通信、激光雷达、光源-光纤耦合等领域,都不可避免涉及到光信号的接收问题,而光信号的高效率接收是整个系统的关键。因此,本项目提出基于表面纳米薄膜的特种光锥光信号接收方法,重点对其光信号接收增强机理和关键技术进行研究。所取得的成果主要有:.(1)基于几何光学原理建立了特种光锥的传光模型,推导并建立了特种光锥的母线方程;根据射线追踪理论研究分析了光线在特种光锥内部的传播轨迹以及出射能量。. (2)分析研究了特种光锥结构参数与其接收范围间的影响规律,建立了表面纳米薄膜特种光锥结构参数与光信号接收耦合效率间的数学模型。结果表明:当母线形状、大端半径和小端半径固定不变时,锥体长度越长其特种光锥大端面接收范围越大;当母线形状、大端半径和锥体长度固定不变时,小端半径越小其特种光锥大端面接收范围越大;当母线形状、小端半径和锥体长度固定不变时,适当减小大端半径其特种光锥接收范围越大;固定大端半径、小端半径和锥体长度,当光线水平入射时抛物线特种光锥的接收范围最大,而当光线分别以3°角和6°角非水平入射时,三角函数型特种光锥的接收范围最大。. (3)研究了表面纳米薄膜的特种光锥光接收增强方法。研究结果表明,大端球面的中心厚度为0.49mm的平凸透镜能够提高特种光锥的光接收性能,其大端面接收范围明显增大,并且在不同径向偏移处其耦合效率比较稳定;当光线水平入射时,锥体侧面镀高反纳米铝薄膜后的光接收性能略有变化,能满足光信号接收要求。.(4)构建了基于表面纳米薄膜的特种光锥光信号接收增强机理的测试平台,对指数型、三角函数型、抛物线型、凹状多项式型、特殊指数型特种光锥的母线形状及耦合效率进行了测试,建立了特种光锥的空间位置与光信号接收耦合效率间的数学表征模型。研究结果表明,特种光锥的实际接收性能与理论研究结果具有较好一致性。.本项目研究过程中,项目组在国内外SCI、EI刊物或国际会议上发表学术论文15篇,申请国内发明专利3项,培养硕士研究生5名;项目组成员还积极参加该领域的国内外学术会议,与国内外同行进行了深入的学术交流,推动了课题的顺利进行。.综上,本项目的研究成果能够提高微弱光信号接收耦合效率,因此对探索研究无线光通信、激光雷达和光源与光纤的耦合等领域中的新的高效光信号接收耦合机理与方法,具有重要的理论价值和实际意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

DOI:
发表时间:2016
3

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
4

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
5

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019

相似国自然基金

1

基于表面等离激元的空间光信号广角耦合接收的模块化研究

批准号:61107065
批准年份:2011
负责人:李光元
学科分类:F0503
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
2

平面薄膜波导近场光共振增强技术原理与实验研究

批准号:69878026
批准年份:1998
负责人:王克逸
学科分类:F0508
资助金额:11.00
项目类别:面上项目
3

基于表面增强拉曼与表面增强荧光机理的纳米材料构筑及快速DNA检测

批准号:20873138
批准年份:2008
负责人:逯乐慧
学科分类:B0305
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
4

基于金属等离子体增强和光子晶体效应的复合上转换薄膜与光伏应用探索

批准号:11374127
批准年份:2013
负责人:宋宏伟
学科分类:A2207
资助金额:89.00
项目类别:面上项目