导读:本文包含了铌酸锂波导论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:铌酸锂波导,PID温度控制,质子交换,H+浓度纵向分布
铌酸锂波导论文文献综述
宋凝芳,戴念,宋镜明,刘嘉琪[1]（2019）在《铌酸锂波导质子交换温度控制及折射率分布研究》一文中研究指出针对铌酸锂波导质子交换的精确控制提出了一种预热-反应方法,建立了质子交换温控模型,并对该模型进行了PID控制参数整定和温度波动误差分析,在此基础上研究了质子交换过程中温度波动对H+浓度纵向分布的影响。采用预热-反应方法制作了波导样本,实验测试了其折射率纵向分布,并与传统工艺制作的波导样本测试结果进行对比,验证了所提方法对质子交换精确控制的有效性。实验表明:预热-反应方法折射率分布同理论计算折射率分布结果吻合更好。(本文来源于《半导体光电》期刊2019年05期）
葛颖[2]（2019）在《基于铌酸锂波导的偏振分析仪》一文中研究指出光信号是除电信号之外又一重要信息传播载体,在量子通信、量子计算中也发挥了十分重要的作用。与传统通信方式与计算方式相比,量子通信以及量子计算都有自己突出的优势,例如安全、高效等等。因此,偏振纠缠态光子对的产生和测量分析技术十分重要,需要对其着重研究,进而推动量子通信以及量子计算等技术的发展。本论文主要提出了利用钛(Ti)扩散的铌酸锂(LiNbO_3)波导对光的偏振态进行分析的一种方法,将偏振旋转和偏振滤波器件集成在同一块铌酸锂衬底上,利用调节所施加电压实现对偏振态的测量与控制。偏振旋转部分利用铌酸锂晶体的电光效应在x切,z向传播的Ti扩散铌酸锂晶体的y方向添加叁个电极,然后通过施加其上的电压,使折射率椭球发生变形,铌酸锂晶体的光轴发生旋转,进而使输入光的偏振态发生改变,完成对输入光的偏振态的控制。偏振滤波部分是利用空间表面等离子体效应进行设计的。横磁(Transverse Magnetic,TM)模与金属表面等离子振荡相互耦合产生转换为表面等离子体激元模式被局限在波导与金属交界面附近极小的一段区域内,从而只保留横电(Transverse Electric,TE)模一种模式。这一部分器件结构相当简单且具有相当高的集成度。与测量光的偏振态传统方法相比,该铌酸锂波导具有明显的优势,比起在自由空间传输,对光路进行调节所发生的损耗以及波导内部损耗相当的小,还具有集成度高,体积小、可靠性高等优点。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
梁龙跃[3]（2019）在《基于周期极化铌酸锂波导的上转换单光子探测器研究》一文中研究指出近年来,量子通信、量子计算和量子精密测量等量子信息技术引起了科学家们极大地关注,其中量子秘钥分发(Quantum Key Distribution)是当前量子信息领域中最接近实用的分支,是迄今为止最安全的通信方式。1550 nm通信波段的单光子探测器是光纤量子秘钥分发系统的核心器件之一,单光子探测器的性能将直接影响量子秘钥分发的传输距离和成码率。上转换单光子探测器则是目前综合性能最优的室温单光子探测器,其核心是利用周期极化铌酸锂(Periodically Poled Lithium Niobate,PPLN)波导的非线性和频效应,将通信波段的光子高效率地转换到可见光波段,然后再利用高性能的硅雪崩光电二极管进行探测,其性能可满足长距离量子秘钥分发的要求。然而,目前绝大多数的周期极化铌酸锂波导器件都是基于同成分铌酸锂晶体(Congruent Lithium Niobate,CLN),它们在实际应用中通常受到短波长、低功率以及高温操作等限制。与之相比,5 mol.%氧化镁掺杂同成分铌酸锂晶体(5 mol.%Mg:LN)的性质和性能都更加优越,因此更适用于制作周期极化铌酸锂波导器件,但是5 mol.%Mg:LN晶体的周期极化难度较大,难以获得高质量、大尺寸的周期极化晶体,因此无法制作足够长度的波导芯片,最终导致上转换单光子探测器存在探测效率低以及噪声计数高等缺点。基于周期极化铌酸锂波导在量子保密通信领域的重要应用价值,以及制备过程中存在的问题,本论文主要开展了以下工作:一、研究了CLN和5 mol.%Mg:LN晶体在外加电场极化过程中的极化反转特性,分析了影响5 mol.%Mg:LN晶体周期极化质量的两个关键因素——“负反馈机制弱”和“易产生漏电流”;针对3英寸5 mol.%Mg:LN晶体周期极化过程中存在的问题,通过改进光刻胶的立体构型和极化电压的施加方式,抑制了反转畴的横向扩张;研究了漏电流的形成机理,提出了利用Si02介质层抑制漏电流的方法,并且系统地研究了 SiO2层厚度对周期极化质量的影响;通过利用合适厚度的Si02层抑制漏电流,同时结合使用多脉冲极化电压波形,成功实现了 3英寸、0.5 mm厚度的5 mol.%Mg:LN晶体的均匀周期极化。二、研究了PPMgLN晶体的反转畴结构:+七面反转畴占空比～50%,-z面反转畴占空比～30%,极化反转基本贯穿至晶片-z面,而且在晶片+z面以下～300 μm范围内,反转畴占空比均保持在45±5%,满足一阶准相位匹配的要求。研究了单通25 mm PPMgLN晶体的倍频性能:在1572 nm波长处获得了～2.3 5%/W的倍频转化效率,对应的有效非线性光学系数～14.2 pm/V,略低于其理论值,～17.2 pm/V,该差别主要源于PPMgLN晶体器件端面的菲涅尔反射损耗。叁、研究了CLN和5 mol.%Mg:LN晶体中H+离子扩散模型的差异,分析了影响反质子交换PPMgLN波导制备和波导性能的主要因素;研究了模式过滤器宽度、波导宽度以及H+离子扩散深度对信号光和泵浦光透过率以及光斑模式的影响,确定了比较合理的波导设计和制成参数,并且基于制备的3英寸PPMgLN晶片,通过反质子交换法成功制备了长度52 mm的反质子交换PPMgLN波导芯片;研究了反质子交换PPMgLN波导的信号光和泵浦光透过率、QPM调谐曲线以及SFG转化效率:波导的信号光和泵浦光透过率分别是24.3%和27.1%,相位匹配波长是1301.61 nm,调谐曲线的主次比～2:1,SFG转化效率～10.96%;分析了反质子交换PPMgLN波导的SFG转化效率偏低的原因,并对后续波导的性能优化实验提出了改进方案。四、设计并制备了反质子交换型集成化双通道PPLN波导器件;测试了双通道PPLN波导器件中相邻两路波导通道的QPM调谐曲线和SFG转化效率:两路波导通道的相位匹配波长接近,能够同时满足相位匹配条件,即同时实现最高的信号光转化效率,但是两路波导通道的最大信号光转化效率之间存在微小的差异,该差异主要源于波导的制成误差;设计并搭建了偏振无关上转换单光子探测系统光路,通过选择合适的器件组合以及调节两路波导通道的入射泵浦光功率,补偿了两路波导通道最大信号光转化效率之间的差异,使得这两路波导通道所对应的上转换探测系统对H偏振态和V偏振态的探测效率相同,最终实现了一种全光纤偏振无关上转换单光子探测器;研究了全光纤偏振无关上转换单光子探测器的性能,基于此探测器实现了 1.55 μm通信波段的高效率偏探测,获得了～29.3%的整体探测效率,对应的暗计数～1600 cps,同时通过实验证明当入射信号光的偏振态发生变化时,此偏振无关上转换单光子探测器的探测效率保持稳定,偏振相关损耗～0.1 dB。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-20）
马飞[4]（2018）在《基于周期性极化铌酸锂波导的量子通信核心器件的研究》一文中研究指出自从1984年量子通信被提出以后,其通信距离在自由空间和光纤两种信道上都得到了迅猛的发展,但仍有一些瓶颈限制了通信距离的继续拓展,比如频率的差异,综合性能最优的硅单光子探测器无法工作在光纤通信的低损耗窗口,量子存储器与光纤通信无法实现工作波长的对接等等。目前,解决频率差异问题较好的办法便是使用一种高效的频率转换器件,周期性极化铌酸锂波导。在本论文中,我们对反质子交换型周期性极化铌酸锂波导的理论基础,设计技巧,制作流程以及部分性能测试都进行了较为深入的研究。基于我们研制的周期性极化铌酸锂波导,我们搭建了一系列的上转换单光子探测器并实现了量子存储器与光纤量子通信的频率转换接口。相关工作描述如下:1.我们在实验上第一次研制了集成化的四通道的全光纤上转换单光子探测器产品,其紧凑的结构,可调的探测效率和噪声可以满足不同的需求;2.我们使用两套滤波系统实现了高效的1.064μm波段的上转换单光子探测器,其性能指标分别是32.5%的探测效率,45cps的噪声,以及38%的探测效率,700cps的噪声;3.我们发展了集成化的波导结构,并利用它实现了高效的双波段单光子探测器。对于1550nm波段和1950nm波段,我们交换两者作为信号光和泵浦光的角色,得到了探测效率为28%的1550nm上转换单光子探测器以及探测效率为27%的1950nm上转换单光子探测器;4.基于集成化波导结构,以及使用标准具作为窄带滤波器,我们实现了探测效率为31%,噪声低至80cps的1.3μm波段的上转换单光子探测器;5.同样基于集成化波导结构,我们将量子存储器的工作波长从近红外波段高效地下转换到O波段以减小其在光纤中的传播损耗,再通过单光子干涉,在光纤距离长达50km的两个冷原子系综的量子存储器之间建立了纠缠,实现了远距离的静态纠缠分发。除了在量子通信上的巨大应用之外,我们研制的各个波段的上转换单光子探测器在单光子成像、雷达、光时域反射仪、单光子级别的光谱仪、环境气体监测、深空光通信、医药医学等领域都将发挥潜在的作用。而我们在长达50km光纤距离上所实现的两个量子存储器之间的纠缠,为量子中继器的实用化奠定了基础,并为在不远的将来所要搭建的大型量子网络开路搭桥。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-09-01）
胡小鹏,周进[5]（2018）在《铌酸锂波导中的非线性Cerenkov辐射》一文中研究指出研究了质子交换铌酸锂多模波导中的非线性上转换Cerenkov辐射,包括同一导模的直接Cerenkov倍频辐射和不同导模之间耦合产生的Cerenkov和频辐射.实验测得各个点的Cerenkov辐射角,实验值与理论计算结果符合得很好.(本文来源于《物理实验》期刊2018年07期）
张越,侯飞雁,刘涛,张晓斐,张首刚[6]（2018）在《基于Ⅱ类周期极化铌酸锂波导的通信波段小型化频率纠缠源产生及其量子特性测量》一文中研究指出自发参量下转换过程制备的纠缠光源在量子光学及其相关领域有着广泛的应用.本文利用780 nm的分布式布拉格反射镜激光二极管抽运一块长10 mm的Ⅱ类准相位匹配的周期极化铌酸锂波导,产生了偏振正交的频率反关联纠缠光子对.通过实验结果与理论的完美结合得到,当进入波导的抽运光功率为44.9 mW时,下转换双光子对的产生速率为1.87×10~7s~(-1).利用单色仪对下转换光子的频谱进行分析,得到信号和闲置光子的中心波长分别为1561.43 nm和1561.45 nm,频谱宽度为3.62 nm和3.60 nm,双光子符合包络宽度约为3.18 nm,可以得到双光子的频率纠缠度为1.13>1.00,表征了双光子的频率纠缠特性.利用Hong-Ou-Mandel干涉仪测量双光子的二阶量子干涉特性,测得的干涉可见度为96.1%,干涉图谱的凹陷宽度为1.47 ps.(本文来源于《物理学报》期刊2018年14期）
郭越[7]（2018）在《偏振态在铌酸锂波导中的测量》一文中研究指出量子通信因传输信息的绝对安全性近几年得到了飞速发展,偏振纠缠光子对之间的相互联系、相互影响使得其在量子计算和量子通信中起到了很大的作用,所以实现偏振纠缠光子对的产生、操控和测量在量子通信中的意义重大。本文主要研究光偏振态的测量,而对光偏振测量以往是在自由空间中测得,但是误差大、损耗高,近几年可以通过飞秒激光写入玻璃中测量光的偏振态,但由于玻璃的不可调节,使加工较为繁琐。本论文的创新点:设计了只需要控制电压就可以在铌酸锂波导芯片中实现光偏振态测量的方法,该方法将偏振旋转和偏振分光集成在铌酸锂波导中来实现光偏振态的测量。使用这种测量光偏振态的方法明显优势:只有一个控制因素易调节,在密闭空间中损耗小,集成化体积小,因此在量子通信上有很高的应用价值。为了实现精确的测量光的偏振态,需要通过不断的调节优化偏振旋转和偏振分光的设计参数,使其达到消光比最高。首先通过数值模拟分析光场在波导中的传播,设计了偏振分光达到理想消光比时的参数,然后在外协加工通过Ti扩散加工波导,考虑到工艺精度的问题,实验测量多组样品,每组样品的耦合长度,波导宽度(Ti条宽度),波导间距(Ti条边缘间距)都不同,对测量实验结果进行分析并对第一批样品的耦合长度,偏振分光电极长度,缓冲层Si O2宽度的设计参数进行优化,优化后测量TE偏振分光消光比30d B,偏振旋转消光比达到20d B以上。通过理论研究和实验验证了将偏振旋转和偏振分光集成在铌酸锂波导测量光偏振态的可行性,可以应用在量子通信中测量光的偏振态。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
宋红云[8]（2018）在《基于可调谐铌酸锂波导光栅光任意波形产生（OAWG）的研究》一文中研究指出光任意波形产生(OAWG)是在光域中得到用户所定义的光任意波形,克服了电子瓶颈对速度的限制。能够在光学领域生成任意形状的光脉冲可用于许多应用,如可用于超宽带通信、并行信号处理、模式识别和遥感。近几年,真正意义上的光任意波形的产生,即光脉冲形状可动态可调的波形产生装置引起很多学者的重视。本文利用铌酸锂的电光效应结合传输矩阵法设计了一种简单的波形产生装置--基于铌酸锂长周期波导光栅的二阶微分器。根据铌酸锂的电光效应结合傅里叶合成的频谱整形原理,提出了两种基于铌酸锂可调谐波导光栅阵列的光任意波形产生装置。本文的主要工作如下:(1)介绍了可调谐波导光栅和光任意波形产生技术的研究现状。并详细的介绍了铌酸锂的电光特性、铌酸锂波导光栅的两种分析方法和基于傅里叶合成的频谱整形原理。(2)设计了基于长周期波导光栅的二阶微分器。利用光栅的传输矩阵法结合MATLAB仿真软件验证了基于长周期波导光栅的二阶微分器的可行性,并分析了各参数对该结构的影响。(3)提出了基于双阵列可调谐变迹布拉格波导光栅的光任意波形产生装置。由于铌酸锂晶体的电光效应,两个光栅阵列中每个光栅的谐振波长可通过光栅上的电压来调谐,使之与输入光源相匹配。可通过控制两个变迹布拉格波导光栅阵列中波导上的电压实现对输入光源幅度和相位的调谐。仿真得到了各种波形,如只通过控制波导和光栅上的电压得到矩形、不同周期的高斯光脉冲;由于光栅阵列的可调谐,还可利用电压对输出的幅度、相位和光栅的中心波长进行补偿;最后分析了两个光栅阵列中波导和光栅上的电压的变化引起的输出波形的失真度,得到了在保证输出波形失真很小的情况下,波导和光栅上的电压可容忍变化的范围。(4)提出了基于单阵列可调谐变迹布拉格波导光栅的光任意波形产生装置,并利用传输矩阵法研究了此结构的特性。根据铌酸锂晶体的电光效应,幅度由光栅阵列中光栅上的电压进行调节,相位由光栅阵列中波导上的电压进行调节。仿真得到了各种波形,如不同时延的高斯脉冲、叁角波形,不等幅的高斯脉冲;通过成比例的改变光栅上的电压阵列实现了对输出波形幅度的线性调谐;此外,电压还可对输出的幅度、相位进行补偿;最后分析了阵列中光栅上电压的变化和波导上电压的变化引起的输出波形的失真度,得到了在保证输出波形失真很小的情况下,波导和光栅上的电压可容忍变化的范围。(本文来源于《天津理工大学》期刊2018-06-01）
姚远[9]（2018）在《基于铌酸锂波导光栅的可调谐滤波器的设计与研究》一文中研究指出随着光通信技术的飞速发展,波长选择器件在光通信系统中具有越来越重要的作用。而可调谐光滤波器,以其优异的波长选择特性,在可调谐激光器、密集波分复用(DWDM)系统、光传感等领域具有广泛的应用价值。目前的可调谐滤波器主要有:声光可调谐滤波器、热光可调谐滤波器和电光可调谐滤波器。而电光可调谐滤波器以其较高的调谐速度受到了人们的广泛关注。本文以具有优良电光特性的铌酸锂(LiNbO3)晶体为基础,结合光栅的滤波特性,对基于LiNbO3波导光栅的可调谐光滤波器进行研究并提出了设计方案。具体内容如下:1、以均匀相移Bragg光栅为基础,提出了基于LiNbO3晶体的单波长和多波长可调谐滤波器结构,利用LiNbO3晶体的电光效应,通过改变滤波器结构中的电压实现谐振波长的调谐。分析了外加电压对LiNbO3的折射率和谐振波长的影响,讨论了滤波器结构中影响调谐灵敏度、波长个数、波长间消光比以及波长透射率的因素。2、在上述工作基础上提出了波长个数和波长间隔可重构的“编码式”多波长可调谐滤波器结构,通过编码的方式实现了波长个数和波长间隔的重构,并分析了编码方式不同时该滤波器的滤波特性。3、分析了啁啾光栅和啁啾相移光栅的滤波特性,并用啁啾光栅替代上述滤波器中的均匀光栅,提出了几种基于啁啾相移光栅的可调谐滤波器结构,并对其滤波特性进行研究。(本文来源于《天津理工大学》期刊2018-03-01）
仝培霖[10]（2016）在《铌酸锂波导电光调制器偏压控制及在BOTDA系统中的应用》一文中研究指出分布式光纤传感具有重量轻、体积小、耐腐蚀、电绝缘性好、抗电磁干扰能力强和非入侵性等特点,并且能够同时对几十万个待测点进行测量,由于这一优势,分布式光纤传感在国防军事、能源探测、结构健康检测及工程预警等领域有着广泛的应用前景。采用电光晶体进行光信号调制是分布式光纤传感的核心技术,其调制效果直接影响传感系统的性能,包括测量距离、空间分辨率及精度。然而由于系统中电光调制器易受外界环境因素影响,发生工作点漂移,从而影响整个光纤传感系统的性能。为了解决调制器工作不稳定问题,本文提出一种基于步进和专家PID控制的算法。理论研究调制器的工作原理,搭建偏压控制系统并对该系统在差分脉冲对布里渊光时域分析(DPP-BOTDA)系统中的应用进行了详细的研究,具体内容如下:1、理论研究电光调制器的特性,并进行仿真实验。分析调制器工作点漂移的原因和工作点漂移后对调制信号的影响。分别对BOTDA系统中脉冲调制和微波调制进行了理论分析和仿真研究。2、设计自动偏压系统,对该系统进行实验验证。整个系统包含硬件模块和软件控制,硬件模块包括信号采集模块、信号处理模块、偏置电压输出模块和供电模块;软件部分包括硬件控制和数据算法处理。使用偏压控制系统对调制器进行控制,研究本系统对调制器工作点的锁定效果,包括锁定需要的时间、锁定的精度和锁定的稳定性。3、将所设计的偏压控制系统应用于DPP-BOTDA系统。使用BOTDA系统对悬臂梁的变形进行测试,对采集的数据进行处理,分析获得的布里渊增益谱叁维图和布里渊中心频率曲线。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
铌酸锂波导论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
光信号是除电信号之外又一重要信息传播载体,在量子通信、量子计算中也发挥了十分重要的作用。与传统通信方式与计算方式相比,量子通信以及量子计算都有自己突出的优势,例如安全、高效等等。因此,偏振纠缠态光子对的产生和测量分析技术十分重要,需要对其着重研究,进而推动量子通信以及量子计算等技术的发展。本论文主要提出了利用钛(Ti)扩散的铌酸锂(LiNbO_3)波导对光的偏振态进行分析的一种方法,将偏振旋转和偏振滤波器件集成在同一块铌酸锂衬底上,利用调节所施加电压实现对偏振态的测量与控制。偏振旋转部分利用铌酸锂晶体的电光效应在x切,z向传播的Ti扩散铌酸锂晶体的y方向添加叁个电极,然后通过施加其上的电压,使折射率椭球发生变形,铌酸锂晶体的光轴发生旋转,进而使输入光的偏振态发生改变,完成对输入光的偏振态的控制。偏振滤波部分是利用空间表面等离子体效应进行设计的。横磁(Transverse Magnetic,TM)模与金属表面等离子振荡相互耦合产生转换为表面等离子体激元模式被局限在波导与金属交界面附近极小的一段区域内,从而只保留横电(Transverse Electric,TE)模一种模式。这一部分器件结构相当简单且具有相当高的集成度。与测量光的偏振态传统方法相比,该铌酸锂波导具有明显的优势,比起在自由空间传输,对光路进行调节所发生的损耗以及波导内部损耗相当的小,还具有集成度高,体积小、可靠性高等优点。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
铌酸锂波导论文参考文献
[1].宋凝芳,戴念,宋镜明,刘嘉琪.铌酸锂波导质子交换温度控制及折射率分布研究[J].半导体光电.2019
[2].葛颖.基于铌酸锂波导的偏振分析仪[D].哈尔滨工业大学.2019
[3].梁龙跃.基于周期极化铌酸锂波导的上转换单光子探测器研究[D].山东大学.2019
[4].马飞.基于周期性极化铌酸锂波导的量子通信核心器件的研究[D].中国科学技术大学.2018
[5].胡小鹏,周进.铌酸锂波导中的非线性Cerenkov辐射[J].物理实验.2018
[6].张越,侯飞雁,刘涛,张晓斐,张首刚.基于Ⅱ类周期极化铌酸锂波导的通信波段小型化频率纠缠源产生及其量子特性测量[J].物理学报.2018
[7].郭越.偏振态在铌酸锂波导中的测量[D].哈尔滨工业大学.2018
[8].宋红云.基于可调谐铌酸锂波导光栅光任意波形产生（OAWG）的研究[D].天津理工大学.2018
[9].姚远.基于铌酸锂波导光栅的可调谐滤波器的设计与研究[D].天津理工大学.2018
[10].仝培霖.铌酸锂波导电光调制器偏压控制及在BOTDA系统中的应用[D].哈尔滨工业大学.2016