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公开(公告)号：CN118376603A
公开(公告)日：2024-07-23
申请号：CN202410472585.0
申请日：2024-04-19
Applicant: 南开大学
IPC: G01N21/45 , C02F1/00 , C02F101/20
Abstract: 一种用于水域铅离子特异性检测的集成化光纤微流控传感系统，属于光纤传感领域，本发明的核心部件包括两部分：一部分为上述微光纤辅助马赫‑曾德尔干涉型传感探头，其具有液体进口和液体出口，同时通过修饰铅离子特异性DNA探针，可用于对水域重金属离子浓度的实时监测；另一部分为光电探测单元，可将特定波长处传感器的输出光强信号转变为相应电压信号，这种强度解调方式可以避免使用传统波长解调系统所需的宽带光源和光谱分析仪。本发明将各组成单元集成化，具有系统体积小、成本低、集成度高的特点，能够实现从样品前处理到后续分析的微型化、自动化、集成化和便携化，适用于对环境水域重金属离子浓度的大规模在线监测。
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公开(公告)号：CN110488410B
公开(公告)日：2024-07-16
申请号：CN201910848197.7
申请日：2019-09-09
Applicant: 南开大学
IPC: G02B6/02
Abstract: 本发明提供了一种通过微结构纤芯的等差分层设计，构建的太赫兹超高双折射光子晶体光纤。本发明采用以聚合物材料为基底的折射率引导型光子晶体光纤，光纤包层由三角晶格排列的圆形空气孔组成，纤芯微结构由三角晶格排列的椭圆空气孔组成，椭圆空气孔的尺寸采用等差分层设计，椭圆短轴长度随层数增加而增大。采用本发明所述方法设计的太赫兹光纤，模式双折射能够显著提高。在入射光频率为0.9THz时，光纤的模式双折射最大，达到4.07×10‑2。相比于晶格结构完全相同，纤芯微结构尺寸一致的光子晶体光纤，当入射光频率为0.5‑1.5THz时，光纤的模式双折射约提高3倍。对于通信、传感、测量等领域偏振器件的应用，本发明能够起到优化设计，显著提高器件性能的作用。
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公开(公告)号：CN113984095B
公开(公告)日：2024-04-16
申请号：CN202111238428.6
申请日：2021-10-25
Applicant: 南开大学
IPC: G01D5/26
Abstract: 基于偶氮苯集成的光控回音壁模式微腔奇异点调控系统，包括可调谐激光器，偏振控制器，1×2光开关，光环形器，基于偶氮苯集成的回音壁模式微腔，光电探测器，示波器，532nm激光器等。所述系统通过在单模光纤表面涂覆一层偶氮苯薄膜，并刻蚀两个缺陷引起正反向传输回音壁模式之间的耦合，通过调节532nm激光功率密度的方式改变偶氮苯折射率可实现对系统奇异点状态的调控。此外通过对两个缺陷填充液体还可实现液体折射率传感，且传感性能不受环境温度、气压等的影响。同时通过调节偶氮苯材料的折射率，还可实现液体折射率传感范围的调控。本发明具有调控方式简单、灵活、调谐手段可拓展性强、结构稳定、鲁棒性强等优点。
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公开(公告)号：CN117574034A
公开(公告)日：2024-02-20
申请号：CN202311701796.9
申请日：2023-12-12
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明属于光电卷积计算领域，尤其涉及一种基于布拉格光栅的片上光电混合卷积加速器，它包括片上多波长激光器、光电编码模块、基于波导布拉格光栅的可重构光电卷积核、片上光电探测器、片上模数转换器、信号转换与控制模块，以上模块集成于同一硅基芯片上。本发明利用波分复用和电光调制技术，将一维化的输入数据加载到多个不同波长的光信号上；利用铌酸锂波导布拉格光栅的滤波特性和电光可调谐性，以及利用光信号π相移的相干相减，实现任意权重的卷积计算。该卷积加速器利用光信号作为数值计算媒介，大大提升了卷积计算速度，同时具有更高的稳定性。
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公开(公告)号：CN114758193A
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN202210466912.2
申请日：2022-04-27
Applicant: 南开大学
IPC: G06V10/774 , G06V10/82 , G06K9/62 , G06N3/04 , G06N3/08
Abstract: 本发明公开一种基于光子神经网络的飞行目标识别系统及搭建方法，面向高速运动飞行器，包括但不限于飞机，无人机，直升机，滑翔机，三角翼等航空器以及导弹等目标设计并搭建光子神经网络的超快飞行目标识别系统，实现高速运动目标的快速识别，本发明提供一种基于光子神经网络的飞行目标识别系统包括成像与滤波模块，光场缩放与耦合模块，光子神经网络模块，模式调控模块，输出光场耦合模块；一种飞行目标识别系统的搭建方法，包括人工神经网络设计和人工神经网络的光子学实现；本发明设计一种基于全光无源元器件的光子神经网络传输与调控模型，面向高速飞行目标的小样本学习进行训练，搭建静态与动态目标识别系统，实现对高速飞行运动目标的识别。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112859235B
公开(公告)日：2022-06-10
申请号：CN202110045983.0
申请日：2021-01-14
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种具备角向模式选择性的空芯微结构光纤，属于光纤光学及其应用技术领域。包括基质材料(1)，由基质材料上的圆化六边形空气孔(2)六角周期排列构成的包层，纤芯区域的大空气孔(3)。纤芯区域的大空气孔大小和包层中一个空气孔以及以它为中心的两到四层空气孔组成的区域的大小相当。包层包含十二个互为30°角的对称轴，中心落在这12个对称轴上的包层空气孔的大小，都比其它位置上的空气孔放大或缩小一些，但形状保持一致。本发明通过包层12个径向方向特定空气孔的几何参数调制，实现角向模式选择功能，使该光纤在工作波段仅支持角向模式的纯态低损耗传输。
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公开(公告)号：CN113568089A
公开(公告)日：2021-10-29
申请号：CN202110767149.2
申请日：2021-07-07
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种基于多芯环形光子灯笼的模分复用器，其输入端横截面包括低掺材料区(1)，环形内包层(2)，外包层(3)和等间隔分布在内包层(2)内的m个单模或少模纤芯(4)，其中m＝2N‑1，N为大于1的正整数。纤芯分为N组，除复用基模的纤芯1单独为一组外，其余纤芯每两个为一组，且参数完全相同，沿着光子灯笼中心与纤芯1之间的连线呈轴对称分布。所有成对的纤芯中，基模有效模式折射率越大的纤芯，离纤芯1的距离越远，在整个内包层(2)中呈倒序排布。多芯环形光子灯笼沿轴向经长度为L的绝热拉锥后，过渡为与少模环芯光纤参数相匹配的输出端(5)，实现从m个纤芯中输入的基模高效率地转换为环芯传输光纤中相对应的基模和N‑1组高阶模式。
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公开(公告)号：CN111722448B
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN202010715158.2
申请日：2020-07-23
Applicant: 南开大学
Abstract: 基于微结构光纤回音壁模式(WGM)微腔的磁控可调谐太赫兹轨道角动量光束生成器，所述生成器通过在微结构光纤WGM微腔角向引入周期性折射率调制，实现WGM向轨道角动量(OAM)光束的耦合。所述微结构光纤利用在太赫兹波段具有低传输损耗特性的环状烯烃共聚物(TOPAS)作为基底材料，靠近光纤外表面环形区域均匀排列有周期性空气孔形成角向光栅，以激发沿光纤轴向传输的OAM光束。微结构光纤的空气孔内填充BNHR液晶材料，通过调节外加磁场的强度改变BNHR液晶分子的指向，导致WGM分布区域有效折射率的变化，实现对OAM光束的工作频率和拓扑荷数的调谐。本发明具有集成度高、易于与功能材料集成、OAM光束特性调控灵活、调谐手段可拓展性强等优点。
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公开(公告)号：CN111158081A
公开(公告)日：2020-05-15
申请号：CN202010016544.2
申请日：2020-01-08
Applicant: 南开大学
IPC: G02B6/02
Abstract: 本发明提供了一种基于等差分层微结构多孔光纤的太赫兹低损耗波导。基底材料采用环烯烃类聚合物TOPAS，光纤横截面由三角晶格排列、半径满足差分层条件的亚波长圆形空气孔阵列组成。研究表明，当工作频率大于1.15THz时，归一化吸收损耗低于多孔度相等的均匀微结构多孔光纤，同时基模在空气包层中的能量分数降低了近70％，从而能够有效降低外界环境的干扰。本发明所述光纤能够显著改善均匀微结构多孔光纤在高频模场劣化、传输带宽有限、易受环境干扰等方面的不足。对于太赫兹波段宽带、低损耗波导和功能器件的应用具有重要意义。
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公开(公告)号：CN110673337A
公开(公告)日：2020-01-10
申请号：CN201910920673.1
申请日：2019-09-27
Applicant: 南开大学
IPC: G02B27/00
Abstract: 一种多芯波导传输特性的快速矢量分析方法。包括：利用数值计算或解析解的方法计算多芯波导的所有本征模式模场分布及所有本征模式的传播常数；通过计算交叠积分对入射模场进行模式成分分析，将入射模场分解为本征模式模场相干叠加的形式；计算一段传输长度后各本征模式的相位变化量，得到传输一段距离后各本征模式的相位；将本征模式模场按照计算得到的相位和振幅进行相干叠加，得到了传输一段距离后的模场。本发明方法只需要对波导的横截面进行本征模式分析，大大节约了计算成本；同时，本发明只包含本征模式计算方法本身的误差，具有计算误差不随波导长度增加而累积的优点。本发明是一种针对复杂形状多芯波导的高效、精确的分析方法。
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