利用光学天线阵列耦合光波进入硅波导

在光学集成中,光信号从自由空间中耦合进入波导具有重要意义。利用光学天线将自由空间中的平面波耦合到波导的基模中。对称偶极子光学天线阵列有利于Si波导基模的激发,根据波导模场特性,设计偶极子对称天线实现耦合功能。为高效激发波导基模和提高耦合效率,利用时域有限差分(FDTD)方法分析Si波导的基模模场,对天线阵列结构进行优化,实现高效耦合。     

离散化方法计算双弯曲金属波导的传输效率

动用傅立叶光学理论建立高斯光束的离散化模型，并用这个模型计算了双弯曲金属波导的传输效率，结果表明：注入激光的偏振方向与波导长轴方向一至时的传输效率远高于与波导短轴方向一致时的传输效率，为双弯曲金属波导的应用提供了理论依据。     

掩埋式变折射率玻璃光波导的横向光学特性

利用光线方程式讨论了掩埋式变折射率玻璃光波导的横向光学特性，导出了玻璃光波导的横向光线轨迹方程式和焦距表示式，得到了与实验一致的结果．     

基于量子绝热捷径技术的光波导分束器设计

用于加快量子绝热“慢”过程的量子绝热捷径技术, 已广泛应用于原子、分子和光物理.基于耦合波导的量子光学类比, 利用量子绝热捷径技术设计光学波导的耦合系数与传播常数, 实现快速的光波导分束器件. 通过数值模拟, 并与共振耦合和绝热耦合波导进行比较. 结果表明, 量子绝热捷径技术所设计的光学波导分束器具有长度短、输出稳定性高的优势.     

封面图片说明:光学前沿

 纳微光学，在光波导上嵌入光学纳米天线，可达亚微米级（图片来源：IEEE Spectrum）     

海洋生物-光学研究进展与展望

从生物-光学特性的区域研究、真光层光辐射传输、区域及全球初级生产力估算的生物-光学模式发展状况及面临的问题、深层叶绿素的影响和生物-光学变异性等方面综述了与海洋初级生产力及上层海洋碳循环问题相关的生物-光学研究状况.提出了中国近期生物-光学研究需要解决的核心问题.     

阵列波导光栅薄膜的制备及性能

以一种特定成分的有机硅为原料，采用溶胶-凝胶法，在硅基片上制备出用于光波导器件的薄膜．通过折射率和厚度测试及XPS成分测试验证了此薄膜具有较好的均匀性、厚度和光学特性，满足光波导器件的要求．分析了溶胶-凝胶法中常见的龟裂现象的原因以及采预防方法．利用这种薄膜结合微电子加工工艺制备出光波导器件阵列波导光栅．     

质子与Ti离子注入LiNbO3光波导

用１８０～３８０ｋｅＶ质子注入ＬｉＮｂＯ３造成折射率减小的埋层，以形成近表面处的平面波导；用３５０ｋｅＶ高注量Ｔｉ离子注入增加折射率，在注入区形成平面波导；用不同能量质子叠加注入，退掉由Ｔｉ内扩散制成的波导层。离子注入能在纵向与横向上改变ＬｉＮｂＯ３的折射率剖面分布，可用于制作集成光学器件。     

质子交换X切LiNbO_3光波导的光学特性及其电光调制研究

为了研究质子交换条件对光波导特性的影响,利用棱镜耦合m线法和IWKB(Inverse Wentzel-KramersBrillouin)法,研究了质子交换温度、交换时间和退火累积时间对光波导光学特性的影响。实验结果表明,在相同交换温度条件下,交换时间越长,波导表面折射率增量越大,波导深度越深;在相同交换时间条件下,温度越高,波导表面折射率增量越大,波导深度越深,温度对光波导的光学特性起重要作用。退火前波导折射率分布为阶跃型分布,退火后波导折射率为渐变型分布。在苯甲酸中掺入1%的苯甲酸锂、交换温度为230℃以及交换时间为45 min条件下可获得单模平面光波导。制作了X切Y传LiNbO_3单模条形光波导,并对单模条形光波导的电光调制进行了研究。结果表明,在半波电压范围内,随着调制电压的增加,光波导透射光相位增加,光波导透射光强随调制电压增加而减少。     

平面光波导与阵列光纤耦合分析

根据光波导理论,论述平面光波导与阵列光纤对准耦合原理.基于光束传播法,分析平面光波导与阵列光纤对准耦合过程中对准偏差(横向位错、纵向间距和轴向角度)与耦合损耗之间的关系,对对准偏差的光学容差也进行分析.研究结果表明:平面光波导与阵列光纤耦合损耗对横向位错相当敏感,轴向角度偏差对耦合损耗的影响也较大,轴向间距的影响则要小得多;若以0.15 dB的附加损耗考察,平面光波导与阵列光纤横向位错、纵向间距、轴向角度的光学容差分别为1 μm,16μm和0.65°;所得仿真结果与理论计算结果基本吻合,说明应用光束传播法分析平面光波导与阵列光纤对准耦合是有效的.     

关于光量子概念起源的研究

以爱因斯坦原著及有关文献资源为依据，论述了光量子概念与维恩的平衡辐射理论的密切联系，以及爱因斯坦提出光量子概念的思想方法和过程。     

球面电磁波的熵

应用热力学方法讨论了球面电磁波的熵函数，由于电磁波的传播过程是一个非平衡态辐射过程，因此用非平衡态热力学的理论，运用吉布斯关系式，光压的数学表达式等重要关系，最终得出电磁波的辅射过程是一个嫡增加的过程．     

圆形阶跃光斑激发的光纤模式的功率特性

给出了轴对称光斑形状因子的一般计算公式和圆形阶跃光斑的形状因子，进而研究了由圆形阶跃光斑在光纤中激发的传导模式的功率－波长特性和辐射模功能率角分布的频率特性。     

分子量对聚苯硫醚辐射效应的影响

使用Van de Graff型电子静电加速器,在室温空气中辐照,研究了分子量对聚苯硫醚辐射化学变化的影响,测定了特性粘度[η],凝胶化剂量Dg,由[η]计算出粘均分子量(?)η.又据辐射交联理论公式计算出各交联参数值:单位剂量裂解度a0,单位剂量交联度q0,G交值。并进一步考查其辐射前后热性能,结晶度以及结构的变化.     

周期磁场中运动的电子与光辐射交换能量的机制

电子在右圆极化静磁场中作螺旋线运动。这种运动的电子与光辐射光波相互作用,有可能使电子获得能量,也有可能使电子失去能量。电子能量的得失可以由作用在电子上的力来计算。根据能量守恒,失去的能量由光波吸收,从而实现了激光放大。这就是自由电子激光中激光介质与光辐射能量交换的基本物理机制。     

基于光线跟踪的一般辐射度方法研究

通过对目前主要采用的两种真实感图形绘制技术—光线跟踪技术和辐射度方法的研究；在将光线跟踪技术和辐射度方法相结合，更有效地模拟光能在物体表面间的镜面反射、透射和漫反射光照效应方面，本文做了较深入的讨论；对非理想漫射的一般环境，给出了基于光线跟踪的一般辐射度方法及其逐步求精选代的算法。     

在均匀电场中氢原子光谱的分裂规律

根据球坐标系中氢原子一级Stark效应久期方程的简化公式和氢原子一级Stark效应能级的解析式,由光辐射的跃迁选择定则,得到了氢原子在均匀电场中光谱的分裂规律.     

二能级原子与辐射场相互作用的探讨

以量子理论为基础,用微扰方法讨论了二能级原子与辐射场相互作用存在阻尼的情况下的两种特殊情形,得到了在强场情况下原子在两能级间振荡,而在弱场情况下则几率函数开始时增加,而后按指数规律衰减的结论.     

高原植物的光合作用与生产力

高原植物,随着海拔的升高,净光合速率、光饱和点、光补偿点及叶绿素含量都有增高的趋势;光饱和下表现量子效率有降低的趋势;没有明显的光合午睡现象。高原植物生育期长,截获的太阳辐射能量多,产量高;形成了特有的高原光合生态型及高原生育生态型。在高原地区,只要选用具有优良生态特性的高产品种,采用合理栽培管理措施,完全能够获得比平原地区作物高得多的产量。     

线光源平板降膜光催化反应器表面光辐照度分布的研究

采用简化的线性光源球面辐射模型,导出了线光源平板降膜光催化反应器液膜表面光辐照度和辐射能通量的计算公式。对表面光辐照度和辐射能通量进行了无因次化理论分析,在反应器面积一定的情况下,计算了不同线光源长度、灯距和反应器长宽比等因素影响下液膜表面的光辐照度分布和光利用率。结果表明:在线光源和平板反应器的诸参变量中,灯距是最敏感的参变量,逐步增大灯距可使光辐照度分布趋于均匀,但光利用率却随之迅速下降,因此需权衡利弊确定合适灯距。比较了实验条件下反应器中部和边缘液膜表面紫外线灯管照射下的光辐照度测量值和光辐照度理论计算值,二者基本相符。