公开(公告)号：CN116818100A

公开(公告)日：2023-09-29

申请号：CN202310726038.6

申请日：2023-06-19

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  郭丽君 ,  范长江 ,  李孟委

IPC: G01J3/28 ,  G01J3/443 ,  G01J3/02

Abstract: 本发明属于光谱分析仪技术领域，具体涉及一种基于横向合频效应的单纳米线微型光谱分析仪，包括衬底、非线性半导体纳米线、锥形光纤、透镜和CCD阵列相机，所述衬底上设置有非线性半导体纳米线，所述非线性半导体纳米线上设置有锥形光纤，所述非线性半导体纳米线的光路方向上设置有透镜，所述透镜的光路方向上设置有CCD阵列相机。本发明无需光栅、反射镜、棱镜等光学元件，待测光束不经过空间传输，具有光路简单、体积小、集成度高等优点。本发明可以植入光纤或硅基光学系统，通过改变标准光波长可获得较宽的适用工作波长范围，适用于波分复用、激光光谱检测等片上光通信应用。

公开(公告)号：CN116735498A

公开(公告)日：2023-09-12

申请号：CN202310742591.9

申请日：2023-06-21

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  郭丽君 ,  范长江 ,  张钟瑶 ,  李孟委

IPC: G01N21/01 ,  G01N21/41

Abstract: 本发明属于折射率传感器技术领域，具体涉及一种基于双分布式布拉格反射器结构的片上折射率传感器，所述光源的光路方向上设置有透镜，所述第一波导的一端设置在透镜的光路方向上，所述第一波导的另一端设置有第一DBR结构，所述第二DBR结构设置在第二波导的一端，所述第二DBR结构设置在第一DBR结构的光路方向上，所述第二波导的另一端设置有光纤耦合器。本发明利用两个DBR间隙位置填充气体/液体折射率变化引发透射光谱改变的效应实现折射率传感。本发明具有结构简单、抗干扰能力强、结构紧凑、集成化程度高的特点。此外，由于透射光谱对折射率微小变化有显著响应，因此该传感器还具有灵敏度高的优点。

公开(公告)号：CN114137254A

公开(公告)日：2022-03-04

申请号：CN202111444321.7

申请日：2021-11-30

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  张钟瑶 ,  李孟委 ,  金丽 ,  范长江

IPC: G01P15/093

Abstract: 本发明属于微机电系统和微惯性器件技术领域，具体涉及一种基于微纳波导倏逝场耦合的单片式光学MEMS加速度计，包括输入硅纳米线、弯曲硅纳米线、输出硅纳米线、质量块、悬臂梁、支撑结构，所述弯曲硅纳米线固定在质量块上，所述弯曲硅纳米线的一端与输入硅纳米线耦合，所述弯曲硅纳米线的另一端与输出硅纳米线耦合，所述质量块通过悬臂梁与支撑结构连接，所述输入硅纳米线、弯曲硅纳米线均固定在支撑结构上。本发明基于光学原理，通过检测波导中光功率变化实现加速度检测，具有免疫电磁干扰和外界环境光干扰的特点；根据微纳波导倏逝场耦合原理，极其微小的位移将会引起耦合效率的剧烈变化，具有很高的测量灵敏度。

公开(公告)号：CN114142341B

公开(公告)日：2023-08-25

申请号：CN202111444459.7

申请日：2021-11-30

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  范长江 ,  李孟委 ,  金丽 ,  李晋华

IPC: H01S5/10 ,  H01S5/20

Abstract: 本发明属于片上集成激光器技术领域，具体涉及一种基于自由纳米线‑硅波导结构的片上超连续谱光源，所述硅光栅设置在SiO2衬底上，所述SiO2衬底设置在Au膜反射层上，所述Au膜反射层的底部设置有Si衬底，所述硅光栅通过锥形宽度渐变结构连接有第一硅波导，所述第一硅波导通过第一自由纳米线‑硅波导复合结构与自由纳米线的一端连接，所述自由纳米线的另一端通过第二自由纳米线‑硅波导复合结构与第二硅波导连接。本发明基于绝热耦合原理，利用轴向渐变复合波导结构，实现自由纳米线与硅波导高效率、宽波段的光学耦合。该混合集成方案受益于自由纳米线的高非线性，可以达到更高的非线性转换效率，从而实现低功耗、短距离、高集成的片上超连续谱输出。

公开(公告)号：CN114137254B

公开(公告)日：2023-08-04

申请号：CN202111444321.7

申请日：2021-11-30

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  张钟瑶 ,  李孟委 ,  金丽 ,  范长江

IPC: G01P15/093

Abstract: 本发明属于微机电系统和微惯性器件技术领域，具体涉及一种基于微纳波导倏逝场耦合的单片式光学MEMS加速度计，包括输入硅纳米线、弯曲硅纳米线、输出硅纳米线、质量块、悬臂梁、支撑结构，所述弯曲硅纳米线固定在质量块上，所述弯曲硅纳米线的一端与输入硅纳米线耦合，所述弯曲硅纳米线的另一端与输出硅纳米线耦合，所述质量块通过悬臂梁与支撑结构连接，所述输入硅纳米线、弯曲硅纳米线均固定在支撑结构上。本发明基于光学原理，通过检测波导中光功率变化实现加速度检测，具有免疫电磁干扰和外界环境光干扰的特点；根据微纳波导倏逝场耦合原理，极其微小的位移将会引起耦合效率的剧烈变化，具有很高的测量灵敏度。

公开(公告)号：CN115585990A

公开(公告)日：2023-01-10

申请号：CN202211395067.0

申请日：2022-11-08

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  范长江 ,  李孟委

IPC: G01M11/02

Abstract: 本发明属于微纳波导模态检测装置技术领域，具体涉及一种基于横向二次谐波效应的微纳波导模态检测装置，包括第一输入光纤、第二输入光纤、微纳波导、衬底、物镜、半透半反镜、CCD相机、光谱仪，所述第一输入光纤与微纳波导的一端耦合，所述输出光纤与纳米带的另一端耦合，所述微纳波导的两端均设置有衬底，所述物镜垂直于纳米带轴向方向，所述物镜信号输出端设置有半透半反镜，所述半透半反镜的反射光路方向上设置有CCD相机，所述半透半反镜的透射光路方向上设置有光谱仪。本发明基于微纳波导中的横向二次谐波效应，通过利用快速傅里叶变换分析频谱图中的频率成分，分析微纳波导中不同模式干涉情况，进而得到微纳波导中的模式信息。

公开(公告)号：CN114142341A

公开(公告)日：2022-03-04

申请号：CN202111444459.7

申请日：2021-11-30

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  范长江 ,  李孟委 ,  金丽 ,  李晋华

IPC: H01S5/10 ,  H01S5/20

Abstract: 本发明属于片上集成激光器技术领域，具体涉及一种基于自由纳米线‑硅波导结构的片上超连续谱光源，所述硅光栅设置在SiO2衬底上，所述SiO2衬底设置在Au膜反射层上，所述Au膜反射层的底部设置有Si衬底，所述硅光栅通过锥形宽度渐变结构连接有第一硅波导，所述第一硅波导通过第一自由纳米线‑硅波导复合结构与自由纳米线的一端连接，所述自由纳米线的另一端通过第二自由纳米线‑硅波导复合结构与第二硅波导连接。本发明基于绝热耦合原理，利用轴向渐变复合波导结构，实现自由纳米线与硅波导高效率、宽波段的光学耦合。该混合集成方案受益于自由纳米线的高非线性，可以达到更高的非线性转换效率，从而实现低功耗、短距离、高集成的片上超连续谱输出。

公开(公告)号：CN119644511A

公开(公告)日：2025-03-18

申请号：CN202510091282.9

申请日：2025-01-21

Applicant: 中北大学

Inventor： 辛晨光 ,  冯幸 ,  范长江

IPC: G02B6/26 ,  G02B6/12

Abstract: 本发明属于光纤通信技术领域，具体涉及一种基于双纳米光纤倏逝场耦合的超宽带可调谐光衰减器，包括锥形纳米光纤、均匀纳米光纤、第一位移台调整托架、第二位移台调整托架，所述锥形纳米光纤固定在第一位移台调整托架上，所述均匀纳米光纤固定在第二位移台调整托架上，所述锥形纳米光纤与均匀纳米光纤耦合。本发明利用锥形纳米光纤和均匀纳米光纤之间的倏逝场耦合原理，通过改变耦合长度调节透过光谱，实现可调谐光学衰减。仿真和实验等相关结果表明，本发明可实现在1900nm‑1200nm波长范围内＞500nm带宽的光学衰减，最大消光比≥15dB，核心耦合结构长度＜221μm，对于500nm范围内的横向装配失调具有良好容错性。