导体激光器与单模光纤耦合效率的分析fH,w ` [ dx#i/Ka# 一、引言] 7% CL.2Q 随着光纤加工工艺和制造技术的日益提高，在光纤通讯与光纤传感中的传输损耗已经降低到了0.154dB/km的极限程度。而光源与光纤的耦合损耗问题越来越显得突出。在光纤通讯中，由于在多模光纤中各传输模的群延迟不同，所以限制了它的应用场合［1］；而在光纤传感中，多模光纤与光源的耦合相对单模光纤来说容易得多，但由于单模光纤具有较高的横向分辨力，在一些特殊的传感测试场合，还必须使用单模光纤［2］。所以，改善和提高半导体激光光源与单模光纤的耦合效率成为国内外研究的焦点。npT(iP`") 由于单模光纤的芯径只有多模光纤的十分之一，即5～10μm左右，加上激光器在垂直于结平面方向有较大的发散光束角，所以，简单的套筒式耦合无法获得较高的耦合效率［3］。况且，激光器与光纤轴线的对中容许误差只有1μm，增大了SLD-SMF光耦合的难度。为了减小SLD-SMF间的光耦合损耗，激光器的模场半径（光点尺寸）应与光纤的模场半径相互匹配起来，也就是说，使激光器的椭圆形模场转换为光纤的圆形模场，这可以通过在SLD-SMF间使用透镜来实现［4］。迄今为止，已有许多种用不同形状的透镜进行模式匹配的方法，如柱状透镜法、半球透镜法、四角锥形半椭圆透镜法、共焦透镜法及柱状透镜与自聚焦透镜组合法等［5，6］；也可以用一些特种加工技术，如通过拉伸被加热的光纤端头使其形成尖锥状或在研磨后熔融光纤的末梢以及用光刻技术［7～11］直接在光纤的端头处加工出各种形状的微透镜。2d"@g* 本文将对一些典型的SLD-SMF光耦合方式进行理论上的分析，并给出一些具有实用价值的数据。并从耦合效率与成本双重角度给出了适合于实际工程应用的几种耦合方式的优选率。2-v?T6<2 i*DP:$c 二、耦合特性的理论分析1 ]_!4{f 当单模光纤的归一化频率V在1.9≤V≤2.4范围内时，对在单模光纤内光能量分布采用高斯场近似，误差在1%以内。所以，采用高斯光束模场分布来分析计算和比较各种耦合方式的耦合效率及实用性是完全可行的。SLD-SMF直接耦合原理如图1所示。图中w0为单模光纤的模场半宽，其值在理论上在计算过程中相当烦琐，在工程实际中常由下式近似［12］：jS9 ,Z" (1) h,34JYq0 (z=0,w∥1=2μm) ^NXQ>Arg b>*'C3!LF 图3耦合效率与两轴相错角度和距离的关系'O(4mysc
实验11 波导腔体内场分析 建立一个T型波导模型，利用HFSS软件求解、分析，观察T型波导的场分布情况。 设计步骤： 一、创建工程和设计 第1步：打开HFSS并保存新工程 运行HFSS软件后，自动创建一个新工程：Project1的新工程和名称为HFSSDesign1的新设计。由主菜单选File/Save as，保存在USER（E：）盘自建文件夹内，命名为Ex11_Tee。在工程树中选择HFSS Design1，点击右键，选择Rename项，将设计命名为TeeModel。 第2步：选择求解类型 由主菜单选HFSS/Solution Type，在弹出对话窗选择Driven Modal项。 第3步：设置单位 由主菜单选3D Modeler/Units，在Set Model Units 对话窗中选择in项。 二、创建模型 第一步：创建长方体 绘制一个长方体：由主菜单选Draw/Box：按下Tab键切换到参数设置区（在工作区的右下角），设置长方体的基坐标（x，y，z）为（0，-0.45,0），数据输入时用Tab键左右移动，按下Enter键确认后，输入长方体的长和宽（dx，dy，dz）为（2，0.9，0）再按下Enter键确认，输入高度（0，0，0.4），按Enter键确认。注意：在设置未全部完成时不要在绘图区中点击鼠标！ 定义长方体属性：设置完几何尺寸后，自动弹出该长方体的属性对话框。选择Attribute 标签页，讲Name项改为Tee，Material项保持为Vacuum不变，点击Transparent项的数值条，在弹出的窗口移动滑条使其值为0.4，提高透明度。设置完毕后，按下Ctrl+D键，将长方体适中显示，如图1a所示。 定义波形端口：按下F键切换到面选择状态，选中长方体平行于yz面、x=2的平面，再点右键，选择Assign Excitation/Wave Port项，弹出Wave Port界面，输入名称Port1，点Next；点击Integration Line项选择New Line，则提示绘制端口，在绘图区该面的下边缘中部即（2,0,0）处点左键，确定端口起始点，再选上边缘中部即（2,0,0.4）处，作为端口终点。此时，弹出Wave Port对话窗，默认设置，点Next，点Finish结束，在工程树中选Teemodel/Excitations/Port1项，可选中该端口，如图1 b所示。 图1a 图1b
基于谐振腔体法的材料电磁参数测试 摘要：实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器，讨论分析了跨导放大器-电容(OTA—C)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现，使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制，并利用ADS软件进行电路设计和仿真验证。仿真结果表明，该滤波器带宽的可调范围为1～26 MHz，阻带抑制率大于35 dB，带内波纹小于0．5 dB，采用1．8 V电源，TSMC 0．18μm CMOS工艺库仿真，功耗小于21 mW，频响曲线接近理想状态。关键词：Butte 摘要：本文介绍了一种全新的分裂圆柱体谐振腔体，并且以聚四氟乙烯的测量为例，详细介绍了采用这种腔体完成介质材料测试的具体过程。此项方法具有精度高、操作简单的特点，最适合于衬底, 薄膜, PCB等材料的测量，并且遵循IPC测试规范TM-650 2.5.5.13。 关键词：谐振腔体;材料测量;电磁参数;网络分析仪 引言 近年来，随着射频微波技术的飞速发展，航空航天、通信技术与信息技术等高科技领域对射频微波元器件的要求也随着提高，使得射频微波材料在这些领域起到了越来越重要的作用。对于射频微波材料来说，电磁波在其中的传播完全由材料的电磁参数决定，在应用各种射频微波材料时，必须通过测试了解其电磁参数。在各种射频微波器件，微波与毫米波集成电路底板等大量应用射频微波材料的领域，设计对象的研究和设计都需要准确的材料电磁参数。 材料的电磁参数指复介电常数和复磁导率，其中主要集中于其介电特性的研究，有关材料磁特性的测量只占少数，所以本文只讨论复介电常数的测试。测量材料复介电常数的方法有很多，主要分为传输反射法和谐振腔体法。其中传射反射法实质是利用所测出的样品的反射和传射系数得到复介电常数或复磁导率，根据所用夹具的不同，又分为同轴空气线法、波导法、自由空间法和同轴探头法，同轴探头法一般用来测量液体或者半固体例如粉末，被测件的损耗较大;同轴空气线和波导法一般用来测量片状固体或者粉末状固体，被测物质为损耗至低损，这两种方法对被测件的机械加工能力要求都比较高，被测物质的截面必须和空气线或波导的轴线垂直，而且被测物质与空气线或波导之间最好是完全接触，否则会产生一定的测量误差;自由空间法一般是利用聚焦喇叭天线或者拱形门来完成测量，要求被测件是大的平面细状固体，而且尺寸越大越好，最好是十个波长以上，特别适合于高温物质测量或者其他非接触性物质的测量。 而谐振腔体法的原理是将材料样品放入封闭或者开放的谐振腔体中，根据放入前后其谐振频率和品质因子Q值的变化来确定样品复介电常数和复磁导率，通常是将样品置于谐振腔中电场最小磁场最大处测量样品的复介电常数，将样品
设计前的准备 Zemax公司感谢Suss MicroOptics SA公司的Reinhard Voelkel博士提供本文使用到的实验数据。 我们同时提供本文的的日文版本 本文描述了一种商用的光纤耦合器，系统使用SUSS MicroOptics FC-Q-250微透镜阵列来耦合两根康宁（Corning）SMF-28e光纤。如下图所示： 供应商提供的上述元件的参数如下：单模光纤，康宁SMF-28e 数值孔径 0.14纤芯直径8.3μm 模场直径@1.31μm 9.2±0.4μm 微透镜阵列，SUSS MicroOptics SMO39920 基片材料熔融石英基片厚度 0.9mm内部透过率 >0.99透镜直径240μm 透镜节距250μm 曲率半径330μm 圆锥常数（Conic constant） 0数值孔径 0.17附件中的文件single mode coupler.zmx是整个系统的Zemax文件。请注意一下几点： 物面到透镜的距离和透镜到像面的距离设定为0.1mm，是因为这比较接近实际情况。后面经过优化过程时候，这个尺寸还会发生变化；透镜到像面的距离使用了Pick-up solve，以确保和前面的物面到透镜的距离之间相等。既然两组透镜
和光纤之间是完全一致的（在制造公差之内），因而整个系统也就应该是空间反演对称和轴对称的（either way round）；两个透镜之间的距离设定为2mm，因为这个是实验中使用的数据。同样地，这个距离后面也将会被严格的优化；系统孔径光阑设定为根据光阑尺寸浮动（float by stop size），而光阑设定在第一个透镜的后表面。这就意味着系统的孔径光阑由透镜的实际孔径决定。因而光纤的模式在这个系统中传输的过程中，就有可能受限于透镜的实际孔径。在这个例子中，光纤的模式要比透镜的实际孔径小很多。当心“数值孔径”的多种不同定义。它有可能指的是边缘光束倾角的正弦值，有可能是光强降低到1/e2时的光束倾角的正弦值（我们将会看到Zemax会在不同的场合使用这两种定义），也有可能定义为光强降到1%峰值强度时光束倾角的正弦值，康宁便使用这种定义。这些非常重要！孔径上定义了高斯切趾（Gaussian apodization），用来产生光束的高斯分布。当前这只是一种近似，后面将会做进一步的精确的计算。透镜孔径的大部分区域是衍射受限的光学质量的，并且被光纤模式照射到的区域是衍射受限的。 使用旁轴高斯光束计算旁轴高斯光束算法是最简单可以用来分析光纤耦合的分析方法。不过，这种方法只能获得对系统性能初步的了解。
能够在波导管内传播的电磁波型的最低角频率c ω，称为该波形的截止频率。 已知波数μεω22=K ，即K 决定于激发频率ω。由式.....2,1,0,,,z ===n m b n K a m K y ππ知x K 、y K 决定于波导管的几何尺寸ɑ、b 和波型m 、n 。从式με ω22222==++K K K K z y x 和.....2,1,0,,,z ===n m b n K a m K y ππ可知，对一定波形的波，其z K 为 2222 ,)()(b n a m C K mn z ππω--= 当2222 )()(b n a m C ππω+<时，z K 为虚数，此时传播因子z iK z e 变为衰减因子z K z e -。此情形下，电磁场振幅沿z 轴方向不断衰减，这种电磁波就不能在波导中传播。由此可见，角频率不能小于某一临界值，该值称为截止频率，所以 2222)()()()(b n a m b n a m c +=+=μεππυω 为明确起见，把对应的（m,n) 标出，有 22,)()(b n a m mn c +=μεπ ω 设ɑ>b,选0=z E 的横电波10TE ,得最低截止频率为 a c μεπω=10, 若管内为真空，则相应的频率和截止波长为 a C f c 2210,==πω a f C c 210,== λ 可见，波导管中能传输的最大波长取决于波导管的尺寸。由于波导管的几何尺寸不能做的过大，所以波长在厘米波段，波导管的应用最广。 心得：本次实验过程中，老师将书本上的理论知识生动形象地讲解出来，让我对书本上的知识有了更加深刻的理解。理论加实践的教学方式对于《勘探电磁场论》的学习有着非常大的帮助！
实验11 波导腔体内场分析 一、设计要求 建立一个T型波导模型，利用HFSS软件求解、分析，观察分布情 T 型波导的场况。 二、实验仪器 硬件：PC机 软件：HFSS软件 三、设计步骤 1. 创建工程 第 1 步：打开HFSS 软件并保存新工程。 第 2 步：插入HFSS 设计 第 3 步：选择求解类型 第 4 步：设置单位 2. 创建模型 第 1 步：创建长方体 第 2 步：复制长方体 第 3 步：组合长方体 第 4 步：创建间隔 从而得到如下所示的模型图：
O 1 2(H) 3.创建模型 第1步：添加求解设置 第2步：确认设计 第3步：分析，对设计的模型进行三维场分析求解第4步：移动间隔的位置 第5步：重新进行分析 重新进行3D场的分析求解 4.比较结果
第1步：创建一个S参数的矩形曲线图
在上面矩形图中显示不同间隔的S参数曲线。 第2步：创建一个场覆盖图 如下图显示，在T接头的上表面显示场的分布情况 F Ffeld(V 1.7Z I Ie 5,, 9 i r11∣≡ 釘77?Heι0aj Z. 37S3e +□BΞ: Z, IElBe+0EK 1. eω7β?ma 1. TBUMBan IL莊即亡"虚泊 JL 3E7≡e→00Ξ: i. Lfr?Gf +B3Ξ! 几沪帥的? S . g*?BΞe +□G3∑ 5. ?L55e÷a32 I-鸟H 吉7<≡1 IMi 2 .∣ ∏j 第3步：动态演示场覆盖图 分别定义场间隔位置为O和0.2时候动态演示场覆盖图。观察场分布情况, 重点比较2、3端口场的分布差异。具体的图形在第四步的数据记录以及分析里面有详细的演示记录 四、数据记录及分析 (1)在矩形框中间隔位置分别为0和0.2的时候，S11、S12、S13的参数
篇一：光纤测量实验报告 光纤测量实验报告 课程名称：光纤测量 实验名称： 耦合器光功率分配比的测量 学院：电子信息工程学院专业：通信与信息系统班级：研1305班 姓名：韩文国 学号：13120011 实验日期：2014年4月22日指导老师：宁提纲、李晶 耦合器光功率分配比的测量 一、实验目的： 1. 理解光纤耦合器的工作原理； 2. 掌握光纤耦合器的用途和使用方法； 3. 掌握光功率计的使用方法。 二、实验装置：ld激光器，1 ×2光纤耦合器，2 ×2光纤耦合器，tl-510型光功率计，光纤跳线若干。 1. ld激光器 半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生激光的器件。.其工作原理是通过一定的激励方式，在半导体物质的能带（导带与价带）之间，或者半导体物质的能带与杂质（受主或施主）能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。电注入式半导体激光器，一般是由砷化镓（gaas）、硫化镉（cds）、磷化铟(inp)、硫化锌(zns)等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。本实验用的ld激光器中心频率是1550nm。 2. 光功率计 光功率计（optical power meter ）是指用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗的仪器。在光纤系统中，测量光功率是最基本的，非常像电子学中的万用表；在光纤测量中，光功率计是重负荷常用表。通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。 3. 耦合器 光纤耦合器是一种用于传送和分配光信号的光纤无源器件，是光纤系统中使用最多的光无源器件之一，在光纤通信及光纤传感领域占有举足轻重的地位。光纤耦合器一般具有以下几个特点:一是器件由光纤构成，属于全光纤型器件;二是光场的分波与合波主要通过模式耦合来实现;三是光信号传输具有方向性。光纤耦合器是光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件，它是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使其介入光链路从而对系统造成的影响减到最小。对于波导式光纤耦合器，一般是一种具有y型分支的元件，由一根光纤输入的光信号可用它加以等分。 在本实验中所用的1 ×2耦合器光功率分配比理论值为1:9，而2 ×2耦合器光功率分配比理论值为1:1。 三、实验内容： 测量耦合器两输出端的功率，计算功率分配比。 四、实验原理： 2 ×2 光纤耦合器亦称x型光纤耦合器，它是一种应用最为广泛的定向耦合器件。该种耦合器主要依靠倏逝场的作用实现耦合，使两根光纤纤芯相互靠近，可以实现光功率的有效耦合。
波导 波导，本意指一种在微波或可见光波段中传输电磁波的装置，用于无线电通讯、雷达、导航等无线电领域；宁波波导股份有限公司是专业从事移动通讯产品开发、制造和销售的高科技上市公司，主要产品有“波导”牌移动电话、掌上电脑、系统设备等；另有宁波波导萨基姆电子有限公司、宁波萨基姆波导研发有限公司。 1电磁波导 定义 波导（WAVEGUIDE），用来定向引导电磁波的结构。常见的波导结构主要有平行双 导线、同轴线、平行平板波导、矩形波导、圆波导、微带线、平板介质光波导和光纤。从引导电 Waveguide 磁波的角度看，它们都可分为内部区 域和外部区域，电磁波被限制在内部区域传 播（要求在波导横截面内满足横向谐振原 理）。[1] 通常，波导专指各种形状的空心金属 波导管和表面波波导，前者将被传输的电磁 波完全限制在金属管内，又称封闭波导；后 者将引导的电磁波约束在波导结构的周围， 又称开波导。当无线电波频率提高到3000 兆赫至300吉赫的厘米波波段和毫米波波 段时，同轴线的使用受到限制而采用金属波 导管或其他导波装置。波导管的优点是导体 损耗和介质损耗小；功率容量大；没有辐射 损耗；结构简单，易于制造。波导管内的电 磁场可由麦克斯韦方程组结合波导的边界 条件求解，与普通传输线不同，波导管里不 能传输TEM模，电磁波在传播中存在严重 的色散现象，色散现象说明电磁波的传播速 度与频率有关。表面波波导的特征是在边界 外有电磁场存在。其传播模式为表面波。在 毫米波与亚毫米波波段，因金属波导管的尺 寸太小而使损耗加大和制造困难。这时使用 表面波波导，除具有良好传输性外，主要优 点是结构简单，制作容易，可具有集成电路 需要的平面结构。表面波波导的主要形式有： 介质线、介质镜像线、H-波导和镜像凹波导。 基本特征 电磁波在波导中的传播受到波导内壁 的限制和反射。波导管壁的导电率很高（一 般用铜、铝等金属制成，有时内壁镀有银或 金），通常可假定波导壁是理想导体，波导
微波仿真论坛_现代滤波器设计讲座-超宽带
超带宽（UWB ：ultra wild band）的定义：（浅谈超宽带技术在未来的应用——谢晓峰） 超宽带滤波器主要是针对相对带宽，其主要方式利用冲击脉冲的频谱特性来实现宽带信息的传播。从定义上讲，FCC对超宽带系统的最新定义是：相对带宽（在-10dB点处）（fh-fl）/fc>20%(fh，fl，fc分别为带宽的高端频率传，低端频率和中心频率)或者总带宽BW>500Mhz。
(摘自百度文库ppt) 超宽带微波滤波器研究现状 ——戚楠，李胜先 1989年，美国国防部首先提出了超宽带（UWB）技术并对它做了定义：发射信号的相对带宽为0.2，或者传输信号的绝对带宽至少为500 MHz，则该信号为超宽带信号。自2002年美国联邦通信委员会（FCC）批准无需许可证便可以使用3.1~10.6 GHz的超宽带通信频谱后，超宽带技术受到了学术界和工业界的极大关注。超宽带技术具有低功耗、高速率、保密性强等特点，早期主要应用于军事通信、军事脉冲雷达等方面[1]，近年来在民用雷达、成像、室内短距离通信、监视系统等领域也有广泛应用，欧盟、日本、新加坡等国也制定了各自的超宽带技术标准。在宇航方向，NASA约翰逊空间中心开展了超宽带综合通信、月球/火星漫游者系列超宽带定位系统、UWB?RFID等技术的研究，取得了很多成果[2]。目前对星载微波与激光链路混合通信系统的研究使微波光子技术在未来卫星通信中呈现出很大的优势与潜力，而光波段广阔的频谱几乎没有带
宽限制，不仅可提供THz大容量通信，而且电磁干扰小，重量轻，是超宽带概念的扩展，有着良好的发展前景[3]。 1 超宽带微波滤波器关键问题 和传统滤波器一样，超宽带滤波器用来去除带外信号及噪声，在某些UWB 系统接收端承担着天线与放大器之间的匹配作用。由于UWB系统的脉冲信号产生和消失时间非常短暂，一个符合FCC规范的超宽带滤波器必须要在110%的带宽内具有较小并平坦的群时延特性和较远的寄生通带。因为频带低端大部分已被其他通信系统占用，所以滤波器同时要对频带低端有良好的抑制。有一些超宽带滤波器还要考虑通带内其他通信系统，如GPS，3G，4G，X波段卫星通信的干扰。另外为了适应微波集成电路小型化的要求，滤波器要体积小， 结构紧凑，便于集成与互联。这些都对超宽带滤波器的设计与实现提出了很大的挑战。 超宽带(UWB)无线电技术在 2002 年以后得到了广泛的关注和深入的研究，其中 UWB 带通滤波器是 UWB 系统中关键的无源器件。UWB 带通滤波器的通带必须覆盖 3.1~10.6GHz，这是美国联邦通信委员会认定的商用 UWB 频率范围[1]。在整个UWB 频段范围内，由于已经存在各种窄带无线通信信号，而这些无线通信信号会严重干扰UWB 系统，例如，无限局域网系统(5.8GHz)。因此，为了保证 UWB 系统正常工作，迫切需要具有陷波特性的 UWB 带通滤波器。 2 超宽带滤波器设计方法（略） 统窄带滤波器带宽一般都在1%左右，其综合方法将滤波器参数都确定在中心频率附近，而且频率变换过程中进行了一些窄带近似，因而综合中所用到的计算公式只适合于精确设计窄带或者中等带宽的滤波器。如果用这些窄带滤波器的设计公式来设计超宽带滤波器将会造成很大的误差[4]。以往超宽带滤波器的设计多基于优化算法，设计结构主要采用微带线或耦合线，结构单一，计算量大，时间成本高，这就要求用新的思路来综合超宽带滤波器的设计。 2.1多模谐振器法
EMC实验报告 学号：04101014 班级：04101101 姓名：许逸龙
EMC 屏蔽效能的测试报告 一、实验原理： 1. GB12190-1990 高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法： 指测试过程中，除了与特定设施有关的频率之外，为考核屏蔽室屏蔽效能而选取的典型测试频率范围，分以下三个频段(见表1)。 表1 标准测试频段代号 频率范围 常规测试 单频率测试 I 100HZ~20MHZ 14~16KHZ II 300-~1000MHZ 850~900MHZ III 1.7~1 2.4GHZ 8.5~10.5GHZ 1）在20-300MHz 频段内由于天线尺寸和屏蔽室的谐振效应，使测量结果常常会因测试方法的微小变动产生极不正常的变化，所以在该频段内未推荐测试方法。如确有必要侧试，本标准的小环法或频段II 测试方法可供参考。 2)侮个频段仅测一个频率点，用以粗略估计屏蔽室的屏蔽效能。 屏蔽效能的表示： 在频段I ，屏蔽效能由右式表示:SE=20log 1 2 E E → → ， 在频段II ，屏蔽效能由右式表示:SE=20log 1 2 H H → → ， 在频段III ，屏蔽效能根据指示器方式的用右式表示:SE=10log 12 P P 。 2. 测量的一般要求 一般要求 a.在正式侧量之前可对屏蔽室进行初测，找出性能差的门、接缝和安装不良的电源滤波器及通风孔，以便正式测量之前子以修补。对于新建的屏蔽室，尤其有必要进行初测;
b.在测试之前，应把金属设备或带金属的设备搬走，如桌子、椅子、柜子和不用的仪器等; c.屏蔽室的电源滤波器及室内电源线只给检测仪器及照明供电; d.在测试中，所有的射频电缆、电源和其他平时要求进人屏蔽室的设施均应按正常位置放置; e.电磁环境应满足GB 3907的要求，检测仪器本身应满足抗干扰要求， f.为了不致发生生理危害，应采取专门的预防措施，这对频段Ⅲ的测量尤为重要; 9.测量中，对各种导线、电缆的进出口、门、观察口及板与板之间的接缝应特别注意; h.有些测试方法要求在不同的位置、不同的极化条件下对某一结构要素作多次测量， i.测试报告应记录可接近的屏蔽壁数目、受试屏蔽壁的数目，以及局部测试区的数目和位置。 3.测试用天线 本标准对不同频段的测试天线规定如下: a.频段I:环形天线， b.频段I:偶极子天线， c.频段III:微波喇叭及其等效天线。 二、测试系统基本组成： 实验仪器： 表2 设备名称型号 频谱仪MS2724B 高频信号源MG3692A 喇叭天线（发射与接收）KTRA-LP-0931 低频信号源SMC100A 环形天线（发射与接收）？ 其它设备名称：毫米刻度尺,电磁屏蔽用铜网,电磁屏蔽门. 三、测试方法与要求 基本测量方法是将壁面划为若干较小的区域，逐个照射并进行测试。发射天线与屏蔽室之间距离的选择应使小区域上受到的照射相当均匀。 3 cm波段源天线的波束应有近似50°的宽度，对于2.5m ×2.5m的区域能产生基本均匀的照射。检测喇叭天线应与屏蔽室的邻近侧壁相距 1.3m，并位于受照壁及其对壁的中分面上。检测天线辐射轴的初始位置应与发射天线的辐射轴共轴。使所有的区域都受到测试。 测试时，发射天线先垂直极化，然后水平极化。 在测试单层连续板构成的屏蔽室时，对于发射天线的每一种极化应采用下列试程序:检测天线面对受照射的区域，在保持天线增益不变的条件下对该区域进行搜索，然后把极化平面转动90°，重复测试。为减小屏蔽室内驻波效应对测试结果的影响，在每次测试过程中，检测天线的几何位置都应在各个方向上大致移动 /4的距离。 测试报告中，应记下每位置的最大透入场强或衰减器的读数。
课程设计任务书 学生姓名：专业班级：电子0902 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目:自聚焦光纤的设计及其与标准单模光纤的耦合效率分析 初始条件： （1）掌握光纤技术与应用基本原理 （2）Beamprop软件 （3）计算机 要求完成的主要任务: 设计一个自聚焦光纤，观察其仿真结果，并对耦合效率进行仿真，得到相 应的结果。 时间安排： 2012.6.25做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。 2012.6.25-6.28学习beamprop软件(或Fullwave软件)，查阅相关资料， 复习所设计内容的基本理论知识。 2012.6.29-7.5对自聚焦光纤进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。 2012.7.6 提交课程设计报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要.........................................................................................................................I Abstract ................................................................................................................. II 绪论 (1) 1 自聚焦光纤简介 (2) 1.1自聚焦光纤 (2) 1.2 自聚焦光纤的特点 (2) 1.3 自聚焦光纤的主要参数 (3) 2 自聚焦光纤的应用 (4) 2.1 聚焦和准直 (4) 2.2 光耦合 (5) 2.3 单透镜成像 (6) 3自聚焦光纤设计仿真 (7) 3.1 Beamprop简介 (7) 3.2 波导绘制及参数设置 (8) 3.3 自聚焦光纤功能仿真 (10) 3.4 自聚焦光纤的耦合效率对比 (11) 4 心得体会 (13) 参考文献 (14)
课程设计任务书 学生姓名：助人为乐专业班级：不计得失 指导教师：一定过工作单位：信息工程学院 题目:自聚焦光纤的设计及其与标准单模光纤的耦合效率分析初始条件： 计算机、beamprop或Fullwave软件 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：2周 技术要求： （1）学习beamprop软件。 （2）设计自聚焦光纤的设计及其与标准单模光纤的耦合效率分析 （3）对自聚焦光纤的设计及其与标准单模光纤的耦合进行beamprop软件仿真工作。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 第1天做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。 第2-5天学习beamprop软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。 第6-9天对自聚焦光纤的设计进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。 第10天提交课程设计报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录
摘要........................................................................................................................ I Abstract .................................................................................................................. II 1绪论. (1) 1 自聚焦光纤简介 (2) 1.1自聚焦光纤 (2) 1.2 自聚焦光纤的特点 (2) 1.3 自聚焦光纤的主要参数 (3) 2 自聚焦光纤的应用 (4) 2.1 聚焦和准直 (4) 2.2 光耦合 (5) 2.3 单透镜成像 (6) 3自聚焦光纤设计仿真 (7) 3.1 Beamprop简介 (7) 3.2 波导绘制及参数设置 (8) 3.3 自聚焦光纤功能仿真 (10) 3.4 自聚焦光纤的耦合效率对比 (11) 4 心得体会 (12) 参考文献 (13)
解释1：由引导电磁波的一组物质边界或构件制成的传输线。 注：最普通的波导形式是一根金属管子。其他形式有（电）介质棒或由导电材料和介质材料组成的混合构件。 是一种用来约束或引导电磁波的结构。通常，波导专指各种形状的空心金属波导管和表面波波导，前者将被传输的电磁波完全限制在金属管内，又称封闭波导；后者将引导的电磁波约束在波导结构的周围，又称开波导。当无线电波频率提高到3000兆赫至300吉赫的厘米波波段和毫米波波段时，同轴线的使用受到限制而采用金属波导管或其他导波装置。波导管的优点是导体损耗和介质损耗小；功率容量大；没有辐射损耗；结构简单，易于制造。波导管内的电磁场可由麦克斯韦方程组结合波导的边界条件求解，与普通传输线不同，波导管里不能传输TEM模，电磁波在传播中存在严重的色散现象，色散现象说明电磁波的传播速度与频率有关。表面波波导的特征是在边界外有电磁场存在。其传播模式为表面波。在毫米波与亚毫米波波段，因金属波导管的尺寸太小而使损耗加大和制造困难。这时使用表面波波导，除具有良好传输性外，主要优点是结构简单，制作容易，可具有集成电路需要的平面结构。表面波波导的主要形式有：介质线、介质镜像线、H-波导和镜像凹波导。 波导（waveguide）用来引导电磁波的结构。因此，在广义的定义下，波导不仅是指空金属管，同时也包括其他波导形式如脊形波导、椭圆波导、介质波导等；还包括双导线、同轴线、带状线、微带和镜像线、单根表面波传输线等（下图）。如不附加说明，一般说到波导就是指空心金属管。根据波导横截面的形状不同，可分为矩形波导、圆波导等。尽管已存在很多不同波导形式，且新的形式还不断出现，但直到目前，在实际应用中矩形波导和圆波导仍是两种最主要的波导形式。 电磁波在波导中的传播受到波导内壁的限制和反射。波导管壁的导电率很高（一般用铜、铝等金属制成，有时内壁镀有银或金），通常可假定波导壁是理想导体，波导管内的电磁场分布可由麦克斯韦方程组结合波导的边界条件来求解。波导管内不能传输TEM波，电磁波在波导中的传播存在着严重的色散现象。波导中可能存在无限多种电磁场的结构或分布，每一种电磁场的分布称为一种波型（模式），每一种波型都有对应的截止波长和不同的相速。横截面均匀的空心波导称为均匀波导，均匀波导中电磁波的波型可分为电波（TM模）和磁波（TE 模）两大类。 矩形波导 矩形波导中可以存在无限多个TMmn 模，波型指数m，n分别表示电磁场沿波导宽边a和窄边b 的驻波最大值的个数，m，n=1，2，… 最简单的是TM11模。同样，还可以存在无限多个TEmn模，m，n=0，1，2,…但不能同时为零。矩形波导中的最低模式是TE10模，其截止波长最长λC=2a，因此，就有可能在波导中实现单模传输。TE10模又称为矩形波导中的主波，是矩形波导中最重要的波型。实际应用中矩形波导都工作在TE10模。 圆波导 圆波导中也可以存在无限多个TMmn和TEmn模，m，n分别表示场沿圆周和径向的变化次数。圆波导中只存在TM0n，TMmn（m，n=1，2，…），TE0n和TEmn（m，n=1，2,…）模。圆波导中截止波长最长的主波是TE11模，其截止波长λc=3. 14a（a 为波导半径）。常用的模式还有TM01和TE01模。
光纤耦合实验报告 一.实验目的 将一束空间平行光（红外1068nm或者紫外）耦合进光纤里，本实验是耦合红外1068nm激光 二.实验原理 1.光纤耦合头：一个透镜mount在一可调焦距的耦合装置上， 我们实验室用的型号有（） 2.光纤型号（） 一束平行光通过耦合头里的可调节透镜，使光聚焦至光纤里面 三.实验仪器 激光器（波长1068nm），光纤耦合头，光功率计，光纤（波长1068nm），45ｏ反射镜，透镜（如果需要光斑需要整形）,红外探片，尺子 四.实验步骤 1. 首先，调节45ｏ反射镜，使需要耦合的平行光束平行于光路平台（高度约为75mm） P 2. 用光功率计测量一下耦合前的光功率并记下 3. 安装耦合头，将耦合头固定在支架上（耦合头中心轴到支架底部的高度约为75mm），将支架摆放在光学平台上，调节45ｏ反射镜和支架，使平行光束基本恰好通过耦合头，此时用探片在耦合头后方观察时，呈均匀的圆斑状，说明光束基本打到透镜的轴心上，将支架固定在平台上即可。 4. 取出光纤使光纤的一头用胶带固定在光功率计探头上，另一头安装在耦合头上 5. 首先，调节功率计的量程约为纳瓦级别，此时，可看到功率计上示数为十几或是几十纳瓦（），然后，调节45ｏ反射镜和支架上的旋钮，观察功率计示数并使之最大，接着调节透镜聚焦（功率计示数会有大的波动），使功率计示数最大，接着再次调节45ｏ反射镜和支架，使功率计示数最大，再次调节透镜聚焦，使功率计示数最大，这样迭代下去，一直使功率计 P 示数最大为止，读出示数 1
6. 计算耦合效率10ηP =P 五.实验总结 1. 调节光纤耦合需要很大的耐心，掌握正确的方法原理实验难点，总会调很高的效率. 2. 影响光纤耦合的效率有： ○ 1.光路是否等高同轴，平行光束是否恰好通过透镜中心 ○ 2.光纤头是否被污染， ○ 3.光斑质量（大小）是否需要整形 ○ 4.耦合头的选择 注意事项 1.由于红外激光对眼的视网膜具有不可修复性伤害，所以不许人的眼线与光线所走的水平面重合，更不许用眼激光直接打进眼睛，做好光线格挡，避免光束外露，以免对人体造成伤害。 2.光纤很脆，需小心拿放，以免折断。 3.光纤头不得长时间暴露空气中，更不得触碰，以免受到污染（若光纤头脏了，需用专业试纸擦拭）。 4.光束耦合好后，光纤的另一头不得朝着人体的方向，更不得对着人眼，以免激光对人体产生伤害。
目录 【实验目的】..................................................................................................... - 2 -【实验原理】..................................................................................................... - 2 -【实验设计】..................................................................................................... - 4 -【思考题】......................................................................................................... - 8 - - 1 -
【实验目的】 1．了解常用的光源与光纤的耦合方法。 2．熟悉光路调整的基本过程，学习不可见光调整光路的办法。 3．通过耦合过程熟悉Glens 的特性。 4．了解1dB 容差的基本含义。 5．通过实验的比较，体会目前光纤耦合技术的可操作性。 【实验原理】 在光纤线路耦合的实施过程中，存在着两个主要的系统问题：即如何从各种类型的发光光源将光功率发射到一根特定的光纤中（相对于目前的光源而言），以及如何将光功率从一根光纤耦合到另外一根光纤中去（相对于目前绝大多数光纤器件而言）。对于任一光纤系统而言，主要的目的是为了在最低损耗下，引入更多能量进入系统。这样可以使用较低功率的光源，减少成本和增加可靠度，因为光源是不能工作在接近其最大功率状态的。 光学耦合系统的1dB 失调容差定义为当耦合系统与半导体激光器之间出现轴向、横向、侧向和角向偏移，从而使得耦合效率从最大值下降了1dB 时的位置偏移量。1dB 失调容差对于实用化的光学耦合系统来说是一个重要的衡量指标．因为任何半导体激光器组件中都存在如何将耦合系统与半导体激光器芯片相对固定(封装)的问题，不论采用何种固定方式，都不可避免地存在由于封装技术不完善及环境因素变化而造成的位置失调现象。一个光学耦合系统具有效大的失调容差就意味着该系统在封装时允许出现较大的位置失调．因而可以来用结构简单、定位精度不太高的低成本封装技术。 光纤系统中，必须考虑光源的辐射空间分布（角分布）、发光面积，光纤的数值孔径、纤芯尺寸和光纤的折射率剖面等等，使尽可能多的光能量进入光纤当中。对于耦合系统，通常要求具有以下几个特点： 1. 大的1dB 容差。大的容差是工业生产的一个基本条件，容差 越大，才可能产量越大，成本越低。 2. 弱的光反馈。目前低成本光源一般不配置隔离器，所以对于 耦合系统来说，弱的光反馈意味着光源的稳定性的提高。 3. 简单易操作、耦合效率高、稳定。 通常使用的耦合方式主要有以下几种： 一．直接耦合： 所谓直接耦合就是把一根端面为平面的光纤直接靠近光源发光面放置，在光纤一定的情况下，耦合效率与光源种类关系密切。如果光源是半导体激光器，因其发光面积比光纤端面面积小，只要光源与光纤面靠的足够近，激光器所发出的光就能照到光纤端面上。考虑到光源光束的发散角和光纤接收角的不匹配程度，一般耦合效率不到10％，90％以上都可能浪费了。如果光源是发光二极管，则情况更为严重。因为发光二极管的发散角更大，其耦合的效率基本上由光纤的收光角决定，即 ()()20.512f s P P m NA ηαα==++???? 其中α为光纤的折射率轮廓因子，m 为和光源有关的参数，一般LED ， m=1，对于LD ， m=20。例如，NA ＝0.14，η≈5％。 二．透镜耦合
影响电磁屏蔽室电磁屏蔽效能的常见问题及解决方法 发表时间：2017-07-14T10:49:31.683Z 来源：《基层建设》2017年第8期作者：何琨王浩轩 [导读] 摘要：电磁屏蔽效能作为衡量电磁屏蔽室隔离电磁辐射程度的指标，是电磁屏蔽室最重要的技术参数。 中国电子科技集团公司电子科学研究院北京 100041 摘要：电磁屏蔽效能作为衡量电磁屏蔽室隔离电磁辐射程度的指标，是电磁屏蔽室最重要的技术参数。本文结合电磁屏蔽室电磁屏蔽效能测试的大量经验，列举分析了影响电磁屏蔽室电磁屏蔽效能的常见问题，以及解决这些问题的方法。 关键词：电磁屏蔽室；电磁屏蔽效能问题；解决方法 引言： 屏蔽室按照结构形式可分为钢板拼装式、钢板焊接式、钢板直贴式及铜网式等四类。其中，钢板焊接式应用最为广泛，采用2~3mm冷轧钢板与龙骨框架焊接而成，相比于其他几种结构形式，其电磁屏蔽效能最优。其基本组成还包括屏蔽门、通风波导窗、强弱电滤波器等要素。根据屏蔽室的用途，还可能加装各种波导管。而电磁屏蔽室屏蔽效能也正是由屏蔽壳体焊接缝隙质量、屏蔽门、通风波导窗及其他配件所决定。 下面就屏蔽室各组成部件的常见问题展开介绍： ? 屏蔽门 屏蔽门的常见形式有平动门和气囊门两种。从结构上看，两种形式的屏蔽门差异较大，但其原理却基本相同，大多是即通过门扇边缘的镀铜板与安装在门框上的簧片紧密插接（或压接），从而实现对电磁信号的屏蔽。 对于屏蔽门，最常见的问题是，镀铜板与簧片经常暴漏在空气中，其表面会累积粉尘，更为严重的是表面氧化，使其导电系数降低，从而导致屏蔽效能的下降。所以要经常对屏蔽门进行清洁保养。方法是，采用脱脂纱布沾无水酒精对镀铜板与簧片进行擦拭，如其表面已氧化，建议使用干磨砂纸对表面氧化层进行打磨（需注意打磨力度，切不可损毁镀铜板和簧片表面的镀层），打磨后再用脱脂纱布沾无水酒精对镀铜板与簧片进行擦拭。 簧片的材质对门的性能也有很大影响。选材时，选用弹性强，导电性能好的材料。在簧片下加装导电丝棉，使镀铜板和簧片能够更加紧密接触，通常也会使屏蔽门的性能有所提高。另外，屏蔽门作为活动部件，门扇和门框接触部分的磨损不可避免。要经常查看簧片是否脱落和变形，及时进行更换。 ? 通风波导窗 电磁屏蔽室通常为密闭结构，通风波导窗是作为屏蔽室内外气体流通的重要渠道。通风波导窗截面如图1所示，为蜂窝状，其内部通风孔是正六面柱波导，波导的长度H由最高截止频率决定。 通风波导窗通风孔与四周框架通常采用锡焊进行组装，然后再采用焊接方式将框架安装与屏蔽壳体的预定位置。由于焊接波导窗时温度较高，热量传导至通风波导窗后很容易将锡焊融化，导致通风孔与四周框架间产生裂痕，甚至是通风孔与通风孔之间裂开缝隙，进而降低电磁屏蔽室的屏蔽效能。从检测角度来看，这种问题所导致的电磁泄漏在微波频段尤为明显，问题比较容易定位。遇到这种情况，可通过补焊或更换波导窗来解决。 ? 强、弱电滤波器 滤波器是电磁屏蔽室必不可少的组成部件之一。电磁屏蔽室内部用电，以及环境监测、视频监控、消防控制等均需通过各种滤波器连接至屏蔽室外部。 对于滤波器的使用常出现如下问题： 安装问题：典型的滤波器安装如下图所示。在安装中容易出现的问题是，屏蔽壳体和滤波器间，或屏蔽壳体与紧固螺母间不加装导电衬垫；螺母未紧固到位等。此类问题多会引起高频电场的屏蔽效能下降。