可调谐光纤法-珀腔的低温漂结构仿真设计

赵洪;于效宇;刘艳;岳振

【期刊名称】《系统仿真学报》

【年(卷),期】2009()14

【摘要】针对可调谐光纤法-珀(F-P)干涉仪腔长随温度漂移的问题,利用有限元分析软件设计了新型低温度漂移的F-P结构。首先根据F-P腔干涉原理建立了实验系统,测得原F-P干涉仪的温度—腔长变化曲线,与有限元建模仿真曲线对比验证了模型的准确性。然后在原有限元模型的基础上,利用复合材料设计了新型低温漂F-P干涉仪结构,通过低热膨胀系数的因瓦合金补偿了原结构中碳钢和压电陶瓷之间热膨胀系数的差异。结果证明,优化设计后的F-P干涉仪结构仅是原结构温度漂移的0.24%,达到了设计的目的。

【总页数】4页(P4550-4553)

【作者】赵洪;于效宇;刘艳;岳振

【作者单位】哈尔滨理工大学电气与电子工程学院;哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院

【正文语种】中文

【中图分类】TN203

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微环谐振器

实用微环谐振器的设计摘要由于微环谐振器是现在带光纤通讯的关键部件之一，因此对于微环谐振器的理论研究具有极其重要的必要性。本文首先简单介绍了微环谐振器的基本特点，然后介绍了微环谐振器在实际中的各种应用和微环谐振器的发展史，接着系统理论的分析了微环谐振器的基本原理，然后在微环谐振器的性能指标里详细介绍了微环谐振器的各种性能参数极其求解，由于微环谐振器的重要性，我们通过OPTIWA VE软件选择FDTD法对其进行了系统的模拟仿真，分析其各项参数。微环谐振器的研究使人们有了对集成光学可行性的猜想，其对光纤通讯领域的影响是不言而喻的。关键字：微环谐振器OPTIWA VE FDTD

Design of Practical Micro-ring Resonator Abstract As the micro-ring resonator with optical fiber communication is now one of the key components, so the theory of micro-ring resonator has a very important research need. This article first introduces the basic micro-ring resonator characteristics, and the system theory of micro-ring resonator basic principles, and then micro-ring resonator performance indicators in detail the micro-ring resonator performance parameters is extremely solution, in view of the importance of micro-ring resonator, we adopt OPTIWAVE software from the system simulation, analysis of its parameters, then introduces two micro-ring resonator numerical simulation method: FDTD method, BPM method , and then introduced the micro-ring resonator variety of applications in practice, the best description of the micro-ring resonator history. Study of micro-ring resonators so that they had on the feasibility of integrated optics guess, its impact on optical communications is self-evident. Key words Micro-ring resonators OPTIWAVE FDTD

光纤通信实验报告

光纤通信实验报告班级：14050Z01 姓名：李傲学号：1405024239

实验一光发射机的设计一般光发送机由以下三个部分组成： 1)光源（Optical Source）：一般为LED和LD。 2)脉冲驱动电路（Electrical Pulse Generator）：提供数字量或模拟量的电信号。 3)光调制器（Optical Modulator）：将电信号（数字或模拟量）“加载”到光波上。以光源和调制器的关系来看，分为光源的内调制（图1.1）和光源的外调制（图1.2）。采用外调制器，让调制信息加到光源的直流输出上，可获得更好的调制特性、更好的调制速率。目前常采用的外调制方法为晶体的电光、声光及磁光效应。图1.2的结构中，光源为频率193.1Thz 的激光二极管，同时我们使用一个Pseudo-Random Bit Sequence Generator模拟所需的数字信号序列，经过一个NRZ脉冲发生器（None-Return-to-Zero Generator）转换为所需要的电脉冲信号，该信号通过一个Mach-Zehnder调制器，通过电光效应加载到光波上，成为最后入纤所需的载有“信息”的光信号。图1.1内调制光发射机图1.2外调制光发射机对于直接强度调制状态下的单纵模激光器，其载流子浓度的变化是随注入电流的变化而变化。这样使有源区的折射率指数发生变化，从而导致激光器谐振腔的光通路长度相应变化，结果致使振荡波长随时间偏移，导致所谓的啁啾现象。啁啾是高速光通讯系统中一个十分重要的物理量，因为它对整个系统的传输距离和传输质量都有关键的影响。内容：铌酸锂（LiNbO3）型Mach-Zehnder调制器中的啁啾（Chirp）分析 1设计目的对铌酸锂Mach-Zehnder调制器中的外加电压和调制器输出信号啁啾量的关系进行模拟和分析，从而决定具体应用中MZ调制器的外置偏压的分布和大小。 2设计布局图外调制器由于激光光源处于窄带稳频模式，可以降低或者消除系统的啁啾量。典型的外调制器是由铌酸锂（LiNO3）晶体构成。本设计中，通过对该晶体外加电压的分析调整而最终减少该光发送机中的啁啾量，其模型的设计布局图如图1.3所示。

一种基于热仿真的变频器结构设计方法及变频器结构

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利说明书 (10)申请公布号CN 114564826 A (43)申请公布日2022.05.31 (21)申请号CN202210158536.0 (22)申请日2022.02.21 (71)申请人上海辛格林纳新时达电机有限公司地址201802 上海市嘉定区南翔镇新勤路289号 (72)发明人许佩佩张主峰段杰芳 (74)专利代理机构上海晨皓知识产权代理事务所(普通合伙) 代理人成丽杰 (51)Int.CI G06F30/20 H02M1/00 G06F119/08 权利要求说明书说明书幅图(54)发明名称一种基于热仿真的变频器结构设计方法及变频器结构 (57)摘要本公开实施例涉及变频器领域，提供一种基于热仿真的变频器结构设计方法及变频器结构，其中，基于热仿真的变频器结构设计方法包括：建立变频器模型，变频器模型包括壳体模型、电容模型以及

电抗模型，壳体模型内包括容纳腔；壳体模型还包括凸台；壳体模型还包括散热装置；电容模型与电抗模型位于容纳腔内；壳体模型还包括散热器，散热器自变频器模型的顶面朝向容纳腔延伸；其中，电容模型包括：内部卷芯、外壳、密封层、极柱及顶盖；对变频器模型进行热仿真处理，并基于热仿真处理的结果，对变频器的至少一个散热参数进行调整，散热参数包括：散热器的尺寸、散热装置的型号或凸台朝向容纳腔延伸深度中的至少一者。可以提高热仿真的精度。法律状态法律状态公告日法律状态信息法律状态 2022-05-31公开发明专利申请公布 2022-06-17实质审查的生效IPC(主分类):G06F30/20专利申请号:2022101585360申请日:20220221 实质审查的生效

混凝土结构仿真设计及其应用

混凝土结构仿真设计及其应用一、前言混凝土是一种被广泛应用于建筑、桥梁、水利工程等领域的材料，具有高强度、耐久性、灵活性等优点。然而，在混凝土结构设计的过程中，由于其复杂性和不确定性，需要进行大量的试验和仿真来得到合适的设计方案。本文将介绍混凝土结构仿真设计及其应用，包括仿真设计的基本原理、方法和工具，以及在实际工程中的应用。二、混凝土结构仿真设计的基本原理混凝土结构的设计需要考虑多种因素，如载荷、材料、结构形式等，同时还需要考虑设计的经济性、安全性、可行性等方面。由于混凝土结构的复杂性和不确定性，设计者需要利用计算机仿真模拟来得到合适的设计方案，这就是混凝土结构仿真设计的基本原理。混凝土结构仿真设计的基本思路是将实际结构抽象成一个数学模型，并在计算机上进行计算，得到结构的受力、变形等信息。这个数学模型需要考虑结构的几何形状、材料的物性、加载条件等因素，同时还需要选择合适的数值分析方法和计算工具。

三、混凝土结构仿真设计的方法混凝土结构仿真设计的方法主要包括有限元方法、有限差分法、边界元法等。其中，有限元方法是最常用的方法之一，具有计算精度高、适用范围广、计算结果可靠等优点。下面将简要介绍有限元方法的基本原理和步骤。有限元方法是一种将结构离散化为有限个小单元的数值分析方法。通过对每个小单元的受力和变形进行计算，得到整个结构的受力和变形情况。有限元方法的基本步骤如下： 1.建立有限元模型根据实际结构的几何形状和材料特性，选择合适的有限元单元，将结构离散化为有限个小单元。每个小单元具有一定的形状、尺寸和节点数，可以用来计算该单元的受力和变形情况。建立完有限元模型后，需要对模型进行验证和检验，以保证其准确性和可靠性。 2.确定边界条件边界条件是指结构的边界和加载条件。在有限元模型中，需要对结构的边界和加载条件进行明确和确定。边界条件包括结构的支撑和约束情况，加载条件包括结构所受的荷载和荷载作用的时间。 3.进行计算分析

光纤通信技术仿真实验

光纤通信技术仿真实验光纤通信技术仿真实验 1 光发送机(Optical Transmitters)设计 1.1 光发送机简介 1.2 光发送机设计模型案例:铌酸锂(LiNbO)型Mach-Zehnder调制器的啁啾(Chirp)3 分析 2 光接收机(Optical Receivers)设计 2.1 光接收机简介 2.2 光接收机设计模型案例:PIN光电二极管的噪声分析 3 光纤(Optical Fiber)系统设计 3.1 光纤简介 3.2 光纤设计模型案例:自相位调制(SPM)导致脉冲展宽分析 4 光放大器(Optical Amplifiers)设计 4.1 光放大器简介 4.2 光放大器设计模型案例:EDFA的增益优化 5 光波分复用系统(WDM Systems)设计 5.1 光波分复用系统简介 5.2 光波分复用系统使用OptiSystem设计模型案例:阵列波导光栅波分复用器(AWG ) 的设计分析 6 光波系统(Lightwave Systems)设计 6.1 光波系统简介 40G单模光纤的单信道传输系统设计 6.2 光波系统使用OptiSystem设计模型案例: 7 色散补偿(Dispersion Compensation)设计

8.1 色散简介 8.2 色散补偿模型设计案例:使用理想色散补偿元件的色散补偿分析 8 孤子和孤子系统(Soliton Systems) 9.1 孤子和孤子系统简介 9.2 孤子系统模型设计案例: 1 光发送机(Optical Transmitters)设计 1.1 光发送机简介一个基本的光通讯系统主要由三个部分构成，如下图1.1所示: 图1.1 光通讯系统的基本构成 1)光发送机 2) 传输信道 3)光接收机作为一个完整的光通讯系统，光发送机是它的一个重要组成部分，它的作用是将电信号转变为光信号，并有效地把光信号送入传输光纤。光发送机的核心是光源及其驱动电路。现在广泛应用的有两种半导体光源:发光二级管(LED)和激光二级管(LD)。其中LED输出的是非相干光，频谱宽，入纤功率小，调制速率低;而LD是相干光输出，频谱窄，入纤功率大、调制速率高。前者适宜于短距离低速系统，后者适宜于长距离高速系统。一般光发送机由以下三个部分组成: 1) 光源(Optical Source):一般为LED和LD。 2) 脉冲驱动电路(Electrical Pulse Generator):提供数字量或模拟量的电信号。

基于Sonnet的射频通信用超宽带滤波器的矩量法仿真设计

基于Sonnet的射频通信用超宽带滤波器的矩量法仿真设计许国泰;陈兵;王子玮【摘要】提出一种射频通信用超宽带滤波器结构,并详细介绍基于矩量法的电磁场仿真软件的设计过程.给出了滤波器结构以及理论模型;介绍了建立仿真模型的方法,以及在仿真中的注意事项;利用软件对模型进行矩量法仿真设计,并进行了实验验证.实验结果验证了模型及方法的可行性. 【期刊名称】《计算机应用与软件》【年(卷),期】2018(035)008 【总页数】5页(P186-189,212) 【关键词】超宽带;滤波器;Sonnet;矩量法电磁仿真【作者】许国泰;陈兵;王子玮【作者单位】上海市信息网络有限公司上海200081;上海市信息网络有限公司上海200081;上海市信息网络有限公司上海200081 【正文语种】中文【中图分类】TP331 0 引言由于频率在1 GHz以上的射频通信电路器件的加工成本昂贵，通常希望通过提高设计精度来减少试制次数，从而降低成本。然而，对于射频电路而言，其传统理论模型通常与实际电路存在较大误差，电路的精确设计通常需要借助高精度的电磁仿

真软件。Sonnet Suite[1]是一款针对射频平面电路以及天线进行精确电磁仿真分析的软件。此软件主要基于快速傅里叶变换FFT(Fast Fourier Transform)的屏蔽域3D平面矩量法MoM(Method of Moments)。其特点是用户界面友好，使用简单，并与多种行业内著名的系统电路设计工具MWO、ADS、Cadence等有良好的兼容性[2-5]。超宽带(UWB:Ultra-wideband)无线通信技术[6]是在1960年被提出，原本用于军事用途。2002年美国联邦通信委员会(FCC:Federal Communications Commission)发布了商业应用规范以后，该技术被广泛研究。该技术由于具有抗干扰性能力强、传输速率高、带宽极宽、系统容量大、发射功率低、保密性好、通信距离短、多径分辨率高等特点，被认为是在20世纪90年代以后发展起来的一种具有巨大发展潜力的新型无线通信技术，被列为未来通信的十大技术之一。UWB系统的开发存在多个技术难点，比如对于通信系统中必须的滤波器而言，由于要求频率过宽(频率范围3.1～10.6 GHz)，传统的滤波器模型以及设计理论在设计中无法应用。本文提出一种新型滤波器模型，可用于超宽带滤波器的实现。同时深入介绍滤波器的基于Sonnet的仿真设计过程。并通过仿真结果与实测结果的比较来验证模型以及仿真设计过程的有效性。 1 超宽带滤波器的结构图1(a)、(b)分别给出了超宽带滤波器的3维立体模型和2维平面模型结构图。这是一种基于微带线的电路的结构。如图1(a)所示，这种微带结构是由两面都是金属的介质基板加工而成。介质板的下方是接地金属部分，支在介质基板上层是单一金属导体信号线，我们可以通过信号线的形状和长度、连接方式等的设计，来实现所要求的电路特性。我们可以通过化学腐蚀、光刻等技术，把金属基板上部不需要的金属部分去除后，即可获得所需要的电路。微带线是一种准TEM(Transverse Electric and Magnetic Field)波传输线，与常用的高频传输线——同轴线和金属

中红外硫系光子晶体光纤偏振分束器的设计与研究

摘要硫系化合物因为其相比于石英玻璃所具备的如软化温度更低、成纤性更好、非线性折射率更高以及可以在中红外和近红外波段透光等特性，近年来饱受学者们的关注。如硫系化合物作为基底材料制备的光子晶体光纤，它能突破石英介质一直以来只能工作于2um的波长以下的限制，在中红外波段光线脉冲激光器、全光网络的实现及生物医药等领域有重大应用。而要实现稳定的全光网络，偏振分束器是不可或缺的光器件之一。基于以上背景，本文对中红外硫系光子晶体光纤偏振分束器进行了研究讨论，运用光波导基础理论和有限元法仿真讨论了光纤结构对分束器耦合长度，带宽、消光比等性能的影响。设计并优化了三种中红外波段的硫系光子晶体光纤偏振分束器。 1.研究了一种基底材料为GaS的蝶形光子晶体光纤偏振分束器，通过使用COMSOL Multiplicity软件以有限元法仿真讨论了光纤结构对分束器各特性的影响，通过优化结构参数，实现了高性能的中红外波段偏振分束器，结果显示：当位于4um 的中红外窗口时，分束器的长度是45.4um,消光比达到了-117dB，且消光比小于等于-20dB时的带宽达到了400nm，对应的波长范围是3.8um到4.2um，在全光网络和微纳光学中具有重要作用。 2.研究了一种基底材料为GaS的三椭圆孔双芯光子晶体光纤偏振分束器，通过引用三个椭圆空气孔在纤芯中使结构的对称性被破坏，获得高双折射特性，运用光波导理论和有限元法仿真讨论了光纤结构对分束器各特性的影响，通过优化结构参数，实现了当位于4um的中红外窗口时，长度是60.6um,消光比达到了-76dB，且消光比小于等于-20dB时的带宽达到了200nm，对应的波长范围是 3.9um到 4.1um的简易结构，性能优良的中红外偏振分束器。 3.设计了一种包层空气孔引入方形孔的中红外光子晶体光纤偏振分束器，基底材料依然选取GaS，运用光波导理论和有限元法仿真讨论了光纤结构对分束器各特性的影响，通过优化结构参数，得到了当位于4um的中红外窗口时，长度是40.6um,消光比达到了-115dB，且消光比小于等于-20dB时的带宽达到了200nm，对应的波长范围是3.9um到 4.1um的中红外偏振分束器。关键词：光子晶体光纤；偏振分束器；有限元法第1章绪论 21 世纪是万物互联的时代，随着5G、大数据等的高速发展，互联网信息已然渗透到了人们生活的各个角落，人们任何时候都离不开互联网信息给日常生活带来的便捷。但是，要促进互联网信息更进一步发展困难性也逐渐上涨，高效的信息传送速率是发展的关键，但是现今使用的光电转换的通信网具有较高的能耗和缓慢的信息传输速率，同时还存在较低的保密系数、安全性等方面的缺点，因具有这样的特点，光电转换的通信网很难满足社会的需求，针对光电转换存在的缺点，全光网络通信恰能弥补相关缺点，能够满足社会的需求，凭借其具有的优势正以超大容量和超高速度快速