光电子学基础 on Di Yu 的个人主页

波导光学笔记

Sun, 16 Nov 2025 00:00:00 +0000

本笔记的 PDF 版本请见此处。

环形谐振器增强因子笔记

Fri, 08 Aug 2025 00:00:00 +0000

引言

本笔记介绍环形谐振器光功率增强因子的推导。该环与总线波导耦合，形成全通环结构 [1]。详细推导见此链接。

参考文献

[1] Bogaerts, W., De Heyn, P., Van Vaerenbergh, T., De Vos, K., Kumar Selvaraja, S., Claes, T., … & Baets, R. (2012). Silicon microring resonators. Laser & photonics reviews, 6(1), 47-73.

PIXlab 实验室设备笔记

Sun, 13 Apr 2025 00:00:00 +0000

激光器

光探测器、光接收机与光功率计

源测量单元与电流源

示波器

电频谱分析仪

Keysight N9040B (50 GHz) x1

光谱分析仪

Yokogawa AQ6370E (600-1700 nm) x1

光波元件分析仪

Keysight N4372E (110 GHz) x1

任意波形发生器

Keysight 33622A （2 通道，120 MHz） x1

光学平台

Newport M-RS2000-56-12 x2
Newport M-RS2000-46-12 x1

探针台、探针定位器与探针

温度控制器

Vescent SLICE-QTC x3
Thorlabs TC300B x1

其他设备

光学测量装置笔记

Mon, 03 Feb 2025 00:00:00 +0000

本笔记介绍 PIXlab 常用的光学测量装置及相应自动化脚本，包括：

透射／反射光谱表征
光谱测量
激光器 LIV 测试
激光线宽测量
晶圆级 IV 测试

本笔记的主要内容见此链接。

微环谐振器笔记（三）

Fri, 06 Dec 2024 00:00:00 +0000

本笔记所需的预备知识见微环谐振器笔记（二）。

引言

本笔记推导全通环形谐振器的耦合模方程（见图 1）。理论中纳入腔内背向散射，并分析由此导致的透射光谱共振谷分裂。

微环谐振器笔记（二）

Thu, 05 Dec 2024 00:00:00 +0000

引言

环形谐振器是集成光子电路的基本组件，可作为紧凑的窄带光学滤波器，用于激光器、调制器和复用／解复用器。环形谐振器与总线波导有两种常见耦合结构：全通环和上下路环，如图 1 所示。在全通环结构中，总线波导与环形谐振器通过倏逝场耦合，选择性地抽取并耗散共振频率处的泵浦光，同时使其他光信号以很小损耗通过。上下路环则把共振频率处的泵浦光从下方波导传输到上方波导，避免其在环内耗散。本笔记利用耦合模理论分析全通环的传输特性。

Schawlow–Townes 线宽笔记

Sun, 24 Nov 2024 00:00:00 +0000

背景

1958 年，贝尔电话实验室的 A. L. Schawlow 和 C. H. Townes 发表了著名论文《Infrared and Optical Masers》，提出构建“工作于红外或光频段的脉泽”。这种如今称为激光器的器件，后来由 Theodore Maiman 于 1960 年实现。激光器作为高速通信、遥感和精密计量的光源，深刻影响了科学技术的发展。

微波振荡器笔记

Tue, 10 Sep 2024 00:00:00 +0000

本笔记的 PDF 版本请见此处。

锁相环笔记

Sat, 31 Aug 2024 00:00:00 +0000

锁相环简介

锁相环（PLL）是一种产生稳定频率信号的电子模块。其基本思想是引入反馈回路，计算振荡器的瞬时相位（或频率）漂移并加以校正。图 1 展示了 PLL 的基本结构。

锁模激光器笔记

Wed, 27 Mar 2024 00:00:00 +0000

引言

锁模激光器是一类产生周期性短光脉冲的特殊激光器。它们同时激发多个模式，各模式以特定相位差发光，从而形成周期性的相长干涉和高能量光脉冲。这种产生周期性光脉冲序列的机制称为锁模。

保偏光纤笔记

Tue, 26 Mar 2024 00:00:00 +0000

引言

具有圆对称截面的单模光纤不表现出双折射，即无论偏振状态如何，模式有效折射率都相同。由于这种偏振简并，在应变或弯曲等外部扰动下，两个独立偏振态很容易相互耦合。

光学主要期刊笔记

Mon, 25 Mar 2024 00:00:00 +0000

引言

本笔记介绍光学领域的主流学术期刊。下述分级和评价具有主观性，仅代表我的个人印象。

第一梯队

Nature

链接：https://www.nature.com/
影响因子：64.8（2022）
平均审稿时间：4.1 个月 [1]
评价：最具影响力的综合性学术期刊之一。近年来，由于种种原因，该期刊发表的生物学和材料领域论文较多。

Science

链接：https://www.science.org/
影响因子：56.9（2022）
平均审稿时间：5.2 个月 [2]
评价：Science 是另一份备受推崇的综合性期刊，其声誉和学科覆盖范围与 Nature 相近。

第二梯队

Nature Photonics

链接：https://www.nature.com/nphoton/
影响因子：34.9（2022）
平均审稿时间：1.7 个月 [3]
评价：Nature Photonics 由 Nature 出版集团出版，被广泛认为是光学领域的领先学术期刊。该刊筛选十分严格，每年仅接收约 100 篇论文。

Light: Science & Applications

链接：https://www.nature.com/lsa/
影响因子：19.4（2022）
平均审稿时间：3.3 个月 [4]
评价：Light: Science & Applications 是由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（CIOMP）与 Nature 出版集团合作创办的知名期刊，已获得国际认可，是光学领域的领先刊物之一。

第三梯队

Nature Communications

链接：https://www.nature.com/ncomms/
影响因子：16.6（2022）
平均审稿时间：4.3 个月 [5]
评价：Nature Communications 是 Nature 出版集团旗下备受推崇的综合性期刊，关注具有重要实际应用潜力，或能在科学界引起广泛兴趣的研究。

Optica

链接：https://www.optica.org/
影响因子：10.4（2022）
平均审稿时间：4.3 个月 [6]
评价：Optica 是仅在线出版的开放获取期刊，致力于快速传播覆盖整个光学与光子学领域、具有重要影响且经过同行评审的研究。该刊由 Optica 出版集团每月出版，为国际学术界快速获取开创性研究提供平台，涵盖理论与实验、基础与应用研究。

第四梯队

ACS Photonics

链接：https://pubs.acs.org/journal/apchd5
影响因子：7.0（2022）
平均审稿时间：2.4 个月 [7]
评价：ACS Photonics 是交流光子学最新进展的跨学科平台，覆盖基础研究、应用研究和技术。它体现了光子学的交叉特征，连接物理、化学、生物与工程交界处的科学家和技术人员，也致力于弥合学术界和工业界之间的距离。

APL Photonics

链接：https://pubs.aip.org/app
影响因子：6.1（2022）
平均审稿时间：4.8 个月 [8]
评价：APL Photonics 是面向光子学界的开放获取跨学科研究期刊，发表能显著推进物理、化学、生物和材料科学中光子学知识的基础与应用成果。该刊欢迎关于光的科学，以及产生、控制和探测光子技术的高质量原创研究。

Photonics Research

链接：https://opg.optica.org/prj/
影响因子：7.6（2022）
平均审稿时间：4.1 个月 [9]
评价：该刊发表光学与光子学领域的基础及应用研究进展。Photonics Research 由 Optica 出版集团和中国激光杂志社联合出版。

Journal of Lightwave Technology

链接：https://opg.optica.org/jlt/
影响因子：4.7（2022）
平均审稿时间：1.3 个月 [10]
评价：Journal of Lightwave Technology 发表涵盖光导波科学、技术和工程各方面的原创研究，包括常规论文和快报。稿件应报告能够推进导波技术基础的原创理论和／或实验结果。教程和综述仅接受约稿。系统类论文应关注具有此前未实现功能、性能优于已有系统，或总体上推动现有技术水平的系统。

PDF 版本

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参考文献

光纤连接器笔记

Thu, 14 Mar 2024 00:00:00 +0000

FC 连接器

FC（Fiber Channel）连接器是一种使用陶瓷插芯来保护并对准光纤端头的光纤连接器。下图展示了典型的 FC 连接器。

光通信主要学术会议笔记

Sat, 17 Feb 2024 00:00:00 +0000

概述

光通信领域有三个广受认可的重要学术会议：光纤通信会议（OFC）、欧洲光通信会议（ECOC），以及激光与光电子会议（CLEO）。

光纤通信会议（OFC）

官网：https://www.ofcconference.org/en-us/home/
时间：每年 3 月
会期：5 天
地点：通常在美国加利福尼亚州

OFC 是光通信与网络领域的重要国际学术会议。首届 OFC 于 1975 年举办，历届会议多在加利福尼亚州举行 [1]。OFC 目前每年举办一次，通常在 3 月举行。华为公司在 OFC 中扮演重要角色，在 2023 年的会议日程中出现了 47 次。

GDS 文件笔记

Wed, 07 Feb 2024 00:00:00 +0000

引言

GDSII 是用于存储和传输集成电路设计版图的数据库文件格式，扩展名为 .gds。GDS 文件包含一系列平面几何图形，每个图形都对应一个图层编号。这些图形定义器件形状，相应图层编号则指定器件的制造顺序。GDS 格式广泛用于纳米加工，尤其是光刻：将 GDS 文件作为设计输入上传到光刻系统后，即可在晶圆上形成所需图形。因此，从事纳米加工需要掌握 GDS 文件的创建、编辑和查看方法。本笔记介绍这些内容，重点关注 GDS 文件在集成光子学中的应用。

有效折射率笔记

Wed, 27 Dec 2023 00:00:00 +0000

引言

光在波导中传播时，其相位会沿传播方向周期性变化。有效折射率衡量的是在相同光频率下，这种相位变化相对于真空中光波长的快慢。数学上，有效折射率记作 $n_{\rm eff}$，定义为 [1]：

微环谐振器笔记（一）

Tue, 19 Dec 2023 00:00:00 +0000

引言

在集成光子学中，谐振器通常由闭合波导构成，称为“环形谐振器”。环形谐振器结构紧凑，并具有高度波长选择性的传输特性，因此成为集成光子学的基本单元，广泛用于滤波器、传感器和调制器等器件 [1]。本笔记介绍环形谐振器的基本性质，并简要讨论这些性质与材料及制造工艺的联系。

激光噪声笔记

Tue, 28 Nov 2023 00:00:00 +0000

基本概念

傅里叶变换

给定信号 $x(t)$，其傅里叶变换为 $$ \hat{x}(f) = \int_{-\infty}^{\infty}\exp(-i2\pi ft)x(t)dt. \tag{1} $$

功率谱密度（光谱线形）

信号的功率谱密度描述功率在各个频率分量之间的分布。功率谱的计算涉及傅里叶变换，但平稳过程信号的傅里叶变换可能发散。即便如此，仍然可以定义平稳过程信号的功率谱密度。