實驗名稱：基于(yu)微環諧振器的傳(chuan)感(gan)器制備及傳(chuan)感(gan)特性

　　測試目的：以第仿(fang)真優(you)化后器件結(jie)構(gou)與參數為基礎，研究合理(li)的加(jia)(jia)工(gong)順(shun)序和加(jia)(jia)工(gong)參數，對(dui)基于(yu)電(dian)光聚(ju)合物和硅基微環諧振器的電(dian)場(chang)傳(chuan)感器進(jin)行微加(jia)(jia)工(gong)制備，并搭建直流(liu)電(dian)場(chang)傳(chuan)感試驗平臺，通過試驗測試分析直流(liu)電(dian)場(chang)傳(chuan)感器的傳(chuan)感特(te)性。

　　測試設備：高壓放大器、任(ren)意函數發生器、傳感器、光譜儀、偏振控制器等。

　　實驗過程：

　　圖1：測試(shi)系統結構示意圖

　　搭建了如圖1所示的(de)傳感試驗(yan)平(ping)(ping)臺。該試驗(yan)平(ping)(ping)臺根據設備的(de)性質(zhi)，可(ke)以分(fen)(fen)為(wei)(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)路(lu)部(bu)(bu)分(fen)(fen)和電(dian)路(lu)部(bu)(bu)分(fen)(fen)。首先(xian)是光(guang)(guang)(guang)(guang)路(lu)部(bu)(bu)分(fen)(fen)，將C波(bo)(bo)段寬帶光(guang)(guang)(guang)(guang)源（中心(xin)波(bo)(bo)長為(wei)(wei)1535nm-1560nm）作為(wei)(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)源，通(tong)(tong)過單(dan)(dan)模(mo)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖與偏(pian)振控制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)相連(lian)，經過偏(pian)振控制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)后(hou)的(de)基模(mo)偏(pian)振態光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)(tong)過錐形(xing)單(dan)(dan)模(mo)透鏡(jing)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖垂(chui)直(zhi)(zhi)耦合進入芯(xin)片的(de)輸入端，并通(tong)(tong)過直(zhi)(zhi)波(bo)(bo)導(dao)耦合進入環形(xing)波(bo)(bo)導(dao)中產(chan)生諧(xie)振，隨后(hou)直(zhi)(zhi)波(bo)(bo)導(dao)的(de)輸出(chu)端再通(tong)(tong)過錐形(xing)單(dan)(dan)模(mo)透鏡(jing)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖耦合出(chu)去，并與光(guang)(guang)(guang)(guang)譜分(fen)(fen)析儀相連(lian)，以顯示和存儲芯(xin)片的(de)輸出(chu)光(guang)(guang)(guang)(guang)信號(hao)(hao)。另一板塊是電(dian)路(lu)部(bu)(bu)分(fen)(fen)，為(wei)(wei)了輸出(chu)用于(yu)制(zhi)(zhi)造強電(dian)場的(de)高(gao)電(dian)壓(ya)，采(cai)用高(gao)壓(ya)放大器(qi)(qi)對任意函(han)數發生器(qi)(qi)的(de)低壓(ya)信號(hao)(hao)進行(xing)放大。

　　圖2：傳感(gan)器輸(shu)出(chu)響應譜線隨電場(chang)幅值的變化情況(kuang)

　　使用任意函數發生器(qi)產(chan)生直流(liu)(liu)信號，經過(guo)高壓放大(da)器(qi)放大(da)后施加在平板電(dian)(dian)極(ji)上，產(chan)生均勻直流(liu)(liu)電(dian)(dian)場(chang)(chang)，分(fen)別(bie)施加不同(tong)的(de)直流(liu)(liu)電(dian)(dian)場(chang)(chang)，通過(guo)光譜分(fen)儀記錄傳感器(qi)的(de)輸出光信號。電(dian)(dian)場(chang)(chang)傳感器(qi)在不同(tong)直流(liu)(liu)電(dian)(dian)場(chang)(chang)下的(de)透(tou)射光譜如圖2所示。

　　實驗結果：

　　測試(shi)結(jie)(jie)果表明，基(ji)于(yu)10μm半徑(jing)的(de)(de)(de)微(wei)(wei)環傳感(gan)器(qi)輸出光(guang)(guang)譜(pu)的(de)(de)(de)自由光(guang)(guang)譜(pu)寬(kuan)度為(wei)8.16nm，品質因(yin)(yin)子是(shi)6276，消光(guang)(guang)比為(wei)8.05dB。然而根據(ju)3.2.1小節中的(de)(de)(de)仿真(zhen)研究結(jie)(jie)果可知，微(wei)(wei)環諧振器(qi)半徑(jing)為(wei)10μm時，理想(xiang)中的(de)(de)(de)自由光(guang)(guang)譜(pu)寬(kuan)度為(wei)9nm，品質因(yin)(yin)子是(shi)9200，與實際試(shi)驗獲得(de)的(de)(de)(de)數據(ju)相差較大，導(dao)致這結(jie)(jie)果的(de)(de)(de)原因(yin)(yin)可能是(shi)電光(guang)(guang)聚(ju)合物(wu)薄膜上包層影響(xiang)了(le)光(guang)(guang)波傳輸，導(dao)致傳播損(sun)耗增大，其次(ci)波導(dao)的(de)(de)(de)微(wei)(wei)加工制備工藝的(de)(de)(de)技術問題也會(hui)影響(xiang)波導(dao)傳輸。

　　進(jin)一步，從(cong)圖2中可(ke)以看(kan)出，當電(dian)場(chang)振(zhen)幅變(bian)(bian)(bian)化時，傳感器諧振(zhen)波向長波長方向顯著漂移(yi)。這可(ke)以解(jie)釋為在電(dian)場(chang)作用(yong)下，電(dian)光(guang)(guang)聚(ju)(ju)合物(wu)的(de)折(zhe)射率(lv)變(bian)(bian)(bian)大(da)，導致(zhi)波導有(you)(you)效折(zhe)射率(lv)變(bian)(bian)(bian)大(da)，微(wei)環諧振(zhen)波長發生右移(yi)。在相(xiang)同(tong)的(de)恒溫恒濕實驗(yan)(yan)環境下，對(dui)沒(mei)(mei)有(you)(you)電(dian)光(guang)(guang)聚(ju)(ju)合物(wu)上包層的(de)微(wei)環諧振(zhen)器進(jin)行(xing)了測(ce)驗(yan)(yan)，當改變(bian)(bian)(bian)所施電(dian)場(chang)幅值時，沒(mei)(mei)有(you)(you)觀(guan)察到輸出諧振(zhen)波長有(you)(you)漂移(yi)，因此(ci)其(qi)該變(bian)(bian)(bian)量(liang)僅與(yu)電(dian)光(guang)(guang)聚(ju)(ju)合物(wu)有(you)(you)關。

　　高壓放大器推(tui)薦：ATA-7050

　　圖：ATA-7050高壓放大器指標參數

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