马赫-曾德尔干涉仪

摘要： 提出了一种实时高精度获取闪烁晶体折射率的方法,通过面阵CCD相机获取闪烁晶体表面的干涉条纹图样,用阈值算法计算条纹图中暗亮条纹的宽度像素,快速测量出不同晶体干涉条纹移动量,从而计算其折射率。该方法有效地消除相干干扰信号和随机噪声,光路无需再调整。为了验证该方法的可靠性,实验测量了不同批次的BGO晶体和Ce:LYSO晶体样品。结果表明,该方法能够高精度、高效率地测量折射率,为PET探测器模块设计提供了一种可靠的晶体折射率测量方法;适用于可见光波段透明材料的折射率测量。

摘要： 激光自混合干涉在高精度测量领域发挥着越来越重要的作用,微位移测量已应用于大型土木结构、航空航天、健康监测等。传统测量以调幅信号为主,但随着噪声加强,测量误差越来越大,甚至难以测量。为此,采用马赫-曾德尔干涉仪,实现了调幅/调频信号转换。针对大噪声环境下的调频信号,利用多次希尔伯特变换进行相位解卷,实现了原始信号的重构。数值仿真结果证明了该方法的有效性,在10 dB白噪声环境中,系统的信噪比为10.0614 dB,估计误差为0.0614 dB。实验结果表明,微位移重构的误差在100 nm以内,且调频信号的信噪比远高于调幅信号。该方法适用于超精密测量,且在大噪声环境下仍具有较高的信噪比。

摘要： 为改善常规马赫-曾德尔干涉仪滤波器的滤波性能,设计了一种“8”字型微环谐振器辅助马赫-曾德尔干涉仪滤波器。根据微环谐振理论、波导理论与梅森公式,推导出滤波器输出端的传递函数,并采用MATLAB软件仿真。通过调整滤波器的结构参数,在滤波器的输出端获得顶部平坦、边沿陡峭的输出光谱。基于SOI材料的热膨胀原理,通过调节温度来改变SOI材料的有效折射率,进而使得滤波器的输出光谱发生漂移,从而使得滤波器具有可调谐性。

摘要： 针对马赫-曾德尔(Mach-Zehnder,M-Z)型电光调制器高频半波电压测量方法复杂、测量仪器昂贵、测量成本高等问题,提出了一种基于小信号的高频半波电压测量方法。该方法利用光功率计的积分特性,仅使用光源、信号发生器、直流电源及光功率计,通过测量待测器件在有射频信号输入和无射频信号输入下输出功率极值的变化,即可实现对M-Z型电光调制器高频半波电压的高精度测量。采用OptiSystem开展了测量方法的仿真验证,采用Matlab完成了测量误差分析,并在1 kHz频率下对测量方法进行了实验验证。仿真及实验结果表明:该测量方法可以仅利用小信号完成M-Z型电光调制器半波电压的准确测量,1 kHz下绝对误差小于0.5%,换算所得的1 dB压缩点在10 GHz~40 GHz频率范围内与频响曲线的相对误差小于±0.3 dB。

摘要： 设计了一种高灵敏的弯曲传感器,该传感器利用掺铒光纤(EDF)与单模光纤(SMF)错位熔接制作,其中传感元件为EDF。实验结果表明:在曲率变化时传感器透射谱波谷的中心波长发生线性漂移,利用中心波长的变化能够解调出曲率大小,实现曲率测量。实验测得最大弯曲灵敏度为-10.75 nm/m^(-1)。传感器向不同方向弯曲时,测得曲率灵敏度大小与变化趋势基本一致,无法判断弯曲方向。传感器对轴向应变也有一定的敏感度,选择传感器透射谱两个波谷对应的弯曲与轴向应变灵敏度构建测量矩阵,实现了双参量同时测量,消除了交叉敏感。该传感器结构比较简单、成本低、灵敏度较高,在工业建筑、航空航天和大型工程健康监测等领域有一定的应用前景。

摘要： 高温应变传感器在航空航天、石油勘探、工业冶炼等领域有巨大的潜在需求。传统的电学类传感器受限于其电学原理和材料特性,无法长时间在高温、高压、强电磁干扰、化学腐蚀等恶劣环境下保持精确测量。基于此,国内外研究团队对光纤高温应变传感器进行了大量研究,在提升传感器的耐温性能和提高传感器的应变灵敏度等方面取得了一系列成果。本文综述了基于光纤布拉格光栅型、光纤干涉型高温应变传感器的传感机理、实验方法及封装应用的研究现状,总结了不同传感机理对温度、应变的响应特性,重点介绍了光纤高温应变传感器的最新进展,并对光纤高温应变传感器的未来发展方向进行了展望。

摘要： 光电混合人工智能计算芯片在人工智能应用中通过人工智能算法实现高速和高效的计算,其中光学神经网络(Optical Neural Networks,ONNs)算法在实现大量矩阵运算方面尤为重要.通过使用由马赫曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometers,MZI)搭建的快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)型光学神经网络来实现手写数字的高精确度识别.在模型构建方面,利用奇异值分解将神经网络的线性层进行分解,从而实现数据降维,主要特征提取.在对该ONN的训练中,分别采用了带动量的随机梯度下降算法(Stochastic Gradient Descent with momentum,SGD with momentum)和均方根传递(Root Mean Square propagation,RMSprop)算法,分析了在不同训练算法下该ONN对手写数字的识别精度.此外,还深入剖析了两种训练算法背后的数学理论,探究造成两种训练算法实验结果差异的本质原因.最后,通过实验对比,发现RMSprop算法在FFT型光学神经网络上具有较高的识别精确度,达到97.4%;并且采用RMSprop算法的ONN计算速度优于SGD with momentum算法.

摘要： 基于绝缘体上硅(SOI)制作了单环与双环滤波器,并且对其滤波特性进行研究,同时分析了光耦合系数对滤波器输出特性的影响。针对倏逝波耦合结构较弱的调谐能力,提出了马赫—曾德尔干涉仪(MZI)耦合器的改进结构,微环腔长均为1 314μm的单环和双环滤波器,对于单双环,当电极功率分别为18~40 mW和21~33 mW时,可实现滤波器从欠耦合到临界耦合的调谐,且双环滤波器的中心波长在直通端电极功率0~21 mW范围移动了1 nm,相当于一个自由频谱宽度。

摘要： 算符这一概念在量子力学中起着重要的作用.基于相干态表象,构造两类不对称积分投影算符,并利用有序算符内的积分技术和Dirac符号法,给出了该类算符的积分显式.研究结果表明,双模转动算符可以在相干态表象下表示成一类不对称积分投影算符.更为有趣的是,基于马赫-曾德尔干涉仪的量子精密测量中宇称测量算符也可以表示成相干态的另一类不对称积分投影算符,因此,它是厄米算符,有其经典对应.最后,也给出了马赫-曾德尔干涉仪的宇称测量算符的粒子数表象表示.

摘要： 为了改善全光纤马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)的传输特性,提出了一种基于双微环辅助型的MZI交叉复用器.根据其结构,利用信号流图推导出了该器件的输出表达式,并进行了数值模拟分析,得到了传输过程中的最佳结构参数.此外,还分析了耦合器耦合系数及传输损耗对该器件的影响.结果表明,改进后的MZI交叉复用器输出谱线更加接近方波,其25 dB截止带带宽和0.5 dB通透带带宽明显改善,其值分别为41.2 GHz和18.9 GHz.器件具有一定的抗偏差能力且传输损耗对滤波器消光特性的影响较小.

摘要： 本文利用在光纤端面和晶体表面发生菲涅耳反射所产生回波的多光束干涉效应,设计了一种新型的反射型光纤信号调制器,这种方法是透射型光纤调制器的进一步拓展。

摘要： 本文利用在光纤端面和晶体表面发生菲涅耳反射所产生回波的多光束干涉效应,设计了一种新型的反射型光纤信号调制器,这种方法是透射型光纤调制器的进一步拓展。

摘要： 本文利用在光纤端面和晶体表面发生菲涅耳反射所产生回波的多光束干涉效应,设计了一种新型的反射型光纤信号调制器,这种方法是透射型光纤调制器的进一步拓展。

摘要： 本文利用在光纤端面和晶体表面发生菲涅耳反射所产生回波的多光束干涉效应,设计了一种新型的反射型光纤信号调制器,这种方法是透射型光纤调制器的进一步拓展。

摘要： 本文利用在光纤端面和晶体表面发生菲涅耳反射所产生回波的多光束干涉效应,设计了一种新型的反射型光纤信号调制器,这种方法是透射型光纤调制器的进一步拓展。

摘要： 本论文对传统的马赫-曾德尔干涉仪进行了改进，发展了利用改进的马赫-曾德尔干涉仪测量介质的探测谱和折射率谱的方法，利用该方法针对纳原子蒸汽介质的吸收谱和折射率谱特性进行的实验测量，测量原理和方法可推广到其他低浓度低色散介质的探测谱和折射率谱的测量.

摘要： 本论文对传统的马赫-曾德尔干涉仪进行了改进，发展了利用改进的马赫-曾德尔干涉仪测量介质的探测谱和折射率谱的方法，利用该方法针对纳原子蒸汽介质的吸收谱和折射率谱特性进行的实验测量，测量原理和方法可推广到其他低浓度低色散介质的探测谱和折射率谱的测量.

摘要： 本论文对传统的马赫-曾德尔干涉仪进行了改进，发展了利用改进的马赫-曾德尔干涉仪测量介质的探测谱和折射率谱的方法，利用该方法针对纳原子蒸汽介质的吸收谱和折射率谱特性进行的实验测量，测量原理和方法可推广到其他低浓度低色散介质的探测谱和折射率谱的测量.

摘要： 本论文对传统的马赫-曾德尔干涉仪进行了改进，发展了利用改进的马赫-曾德尔干涉仪测量介质的探测谱和折射率谱的方法，利用该方法针对纳原子蒸汽介质的吸收谱和折射率谱特性进行的实验测量，测量原理和方法可推广到其他低浓度低色散介质的探测谱和折射率谱的测量.

摘要： 本发明公开了一种基于纳米天线的马赫‑曾德尔干涉仪。该干涉仪包括下基板(1)、调制器(2)、双折射材料(3)、上基板(4)；所述调制器(2)位于下基板(1)上；所述双折射材料(3)填充于下基板(1)与上基板(4)之间，并包裹调制器(2)；所述调制器(2)的移相器(2‑1)为亚波长纳米天线(2‑2)阵列；光在通过纳米天线(2‑2)时，发生米氏共振，具有高前向散射率的同时获得相位延迟，该相位延迟量由双折射材料的折射率控制；通过调制所述双折射材料的折射率，实现干涉仪的输出强度调制。本发明相较于传统的马赫‑曾德尔干涉仪，调制效率更高，工作速度更快，且与CMOS工艺兼容，有利于器件的集成并节约成本。

摘要： 本发提供了一种受拓扑保护的马赫‑曾德尔干涉仪。该干涉仪由二维拓扑光子晶体波导集成而成，包括两种拓扑指数不同的谷光子晶体。该马赫‑曾德尔干涉仪，具有单向传输、免疫后向散射、免疫缺陷、和多种衬底材料兼容等特点，具有高效性和鲁棒性，在保持高效率输出的同时可以免受制作缺陷带来的干扰，稳定工作。为未来的全光网络、生物传感、光谱分析等提供了一种高效且稳定的光子晶体MZI的实现方法。

摘要： 本发明公开了一种基于马赫‑曾德尔干涉仪的长周期光纤光栅氢检测仪，由宽带光源，光纤耦合器，气室，进气口，出气口，马赫‑曾德尔LPG光纤结构，钯‑金‑钯‑金‑钯合金层，检测腔，光电二极管，功率放大模块，扬声器组成。当检测仪处于含有氢气的环境中，氢气与光纤表面的钯‑金‑钯‑金‑钯合金层反应。氢气浓度发生变化时，光纤光栅对的透射光谱产生变化，即光电二级管接收到的干涉光信号强度变化，从而产生电流的变化，获得氢气浓度与电流变化关系。把电信号进行功率放大，在超过设定阈值后由扬声器告警。由于光纤优秀的物理、化学特性，该发明具有耐腐蚀，抗电磁干扰能力强、复用性好、使用方便的优点，具有很好的实用价值和应用前景。

摘要： 本发明公开了一种利用马赫‑曾德尔干涉仪结构的微波光子滤波器测量液体折射率(盐度)的装置及方法。该装置包括宽谱光源、电光调制器、两个2×2的光纤耦合器、两根传输光纤、光电探测器、频谱分析模块。待测液体位于马赫‑曾德尔干涉仪结构的一个臂上，当待测液体折射率(盐度)发生改变时，微波光子滤波器的频率谐振曲线陷波深度将会改变。本发明提供的一种利用马赫‑曾德尔干涉仪结构的微波光子滤波器测量液体折射率(盐度)的装置及方法，通过外调制的方法对输出光进行调制，使用宽谱激光光源，降低了光源要求，同时不需要使用光谱仪对波长进行解调，减少了系统成本，可实现长距离的液体折射率(盐度)检测，可以应用于海洋盐度检测，湖泊中盐度的检测等。

摘要： 本发明公开了一种面向马赫‑曾德尔干涉仪的脉冲宽度调制系统及方法，包括上位机、现场可编程门阵列(FPGA)、功率驱动电路、可调直流源、光电探测器(PD)、模数转换器(ADC)、可调谐激光器；上位机通过串口发送数据到FPGA，控制模块产生PWM信号经过功率驱动电路实现电压放大，并接到2×2MZI电极进行加热，MZI上接入可调谐激光器产生1550nm红外光，产生的光输出通过光电探测器(PD)和模数转换器(ADC)转换为数字信号由FPGA调频模块处理后最终实现PWM信号频率的调整。本发明完成对MZI的PWM热光调制并实现光信号输出的更小纹波，提高光响应的稳定性，增加电路对光响应纹波的实时处理能力。

摘要： 本发明公开了一种补偿的基于薄膜铌酸锂波导的不等臂马赫‑曾德尔干涉仪，用于解决量子密钥系统中随着成码率需求越来越大，不等臂光纤延时越来越小而无法通过光纤熔接的方式实现的问题。包括Y分支分束器、Y分支合束器、下参考臂波导、上左波导、上右波导、下左延时补偿波导、下右延时补偿波导、相位调制区。上左波导和上右波导结构相同，下左延时补偿波导和下右延时补偿波导结构相同，且他们都满足空间位置对称。当一束脉冲信号通过Y分支分束器，被分成了上下两路信号。上路信号经过一段延时调制之后进入到Y分支合束器的上臂。下路信号通过对上臂弯曲波导的补偿到达Y分支合束器的下臂。两路光信号相互干涉，使特定的频率信号增强，相反则使得特定的频率信号相消。

摘要： 本发明公开了一种基于薄膜铌酸锂波导的不等臂马赫‑曾德尔干涉仪，用于解决量子密钥系统中随着成码率需求越来越大，不等臂光纤延时越来越小而无法通过光纤熔接的方式实现的问题。将量子密钥分发系统中的马赫‑曾德尔调制器、不等臂干涉环在集成波导上实现。包括Y分支分束器、Y分支合束器，下参考臂波导、上左延时波导，上右延时波导、相位调制区。上左延时波导和上右延时波导结构相同，且空间位置对称。当一束脉冲信号通过Y分支分束器，被分成了上下两路信号。下路信号经过Y分支分束器下臂直接到达Y分支合束器的下臂。另一路信号经过一段延时调制之后进入到Y分支分束器的上臂。两路光信号相互干涉，使特定的频率信号增强，相反则使得特定的频率信号相消。通过调节偏置电压，可以实现干涉相位精细可调，从而改变光传感、通信系统的性能，有利于提升量子密钥分发系统的成码率和小型化发展。

摘要： 本实用新型公开了一种基于多模干涉耦合的开放腔马赫‑曾德尔光纤干涉仪，属于光纤传感技术领域。该传感器由依次熔接而成的输入单模光纤(1)、输入耦合多模光纤(2)、无芯光纤(3)、输出耦合多模光纤(4)和输出单模光纤(5)组成。其中，利用多模干涉效应，开放腔马赫‑曾德尔光纤干涉仪传感器引入长度优化的输入耦合多模光纤(2)和输出耦合多模光纤(4)，大幅度减小传感器的传输损耗并改善偏芯距离的偏差允许范围。本实用新型所涉及的光纤传感器具有超高的折射率灵敏度、低传输损耗和简单的制作工艺，具有实际应用前景。

摘要： 本实用新型公开了基于马赫‑曾德尔干涉仪的长周期光纤光栅氢检测检测仪，由宽带光源，光纤耦合器，气室，进气口，出气口，马赫‑曾德尔LPG光纤结构，钯‑金‑钯‑金‑钯合金层，检测腔，光电二极管，功率放大模块，扬声器组成。当检测仪处于含有氢气的环境中，氢气与光纤表面的钯‑金‑钯‑金‑钯合金层反应。氢气浓度发生变化时，光纤光栅对的透射光谱产生变化，即光电二极管接收到的干涉光信号强度变化，从而产生电流的变化，获得氢气浓度与电流变化关系。把电信号进行功率放大，在超过设定阈值后由扬声器告警。由于光纤优秀的物理、化学特性，该发明具有耐腐蚀，抗电磁干扰能力强、复用性好、使用方便的优点，具有很好的实用价值和应用前景。

摘要： 本发明提供了一种马赫曾德尔干涉仪光子晶体光纤折射率传感器，包括依次耦合的第一单模光纤、细芯光纤、光子晶体光纤以及第二单模光纤，相邻两段光纤通过熔接方式耦合，传输光经过第一单模光纤进入细芯光纤以及光子晶体光纤，最后从第二单模光纤射出。本发明利用直接熔接的方式，将一段细芯光纤和一段光子晶体光纤熔接在两段单模光纤之间，形成复合型MZI器件，可以通过细芯光纤和光子晶体光纤的长度来获得高质量的干涉光谱，操作简便，加工效率高，成本低，适用于不同类型的光纤折射率器件，本方案相比于传统PCF器件具有更高的折射率灵敏度及更高的条纹分辨率，可用于生物医药和食品等领域。