基于黑磷的微腔-波导耦合系统中类电磁诱导透明效应的主动调控研究

提出一种由一条直波导和两个一维光子晶体纳米梁微腔构成的微腔-波导耦合系统,其中一个微腔的上表面覆盖有黑磷,利用时域有限差分方法研究了该系统的传输和共振特性以及类电磁诱导透明(EIT)效应.数值模拟结果表明,通过改变两个微腔之间的距离可以实现对类EIT效应中透明窗口的被动调控.此外,在两个微腔之间的距离固定的情况下,通过调节黑磷的费米能级,可以实现对类EIT效应中透明窗口的主动调控.     

椭圆纤芯光子带隙型光子晶体光纤的光学特性研究

设计一种新型椭圆纤芯带隙型光子晶体光纤模型,利用有限元法及其平面波展开法研究子晶体光纤的光学特性.在一定结构参数下随波长的变化数值模拟了椭圆纤芯带隙光子晶体光纤的结构,得到了有效折射率、双折射、波导色散、径向传输功率分布最大值等性质.数值模拟结果表明,选择合适的结构参数可以得到较低的色散特性以及高的传输功率,因此非对称结构的光子晶体光纤的特性分析对于光学器件的研制有重要意义.     

非对称双芯光子晶体光纤特性分析

设计一种新型非对称双芯光子晶体光纤模型,利用有限元法及其双芯光纤的耦合特性分析其光子晶体光纤的光学特性,数值模拟了非对称双芯光子晶体光纤的有效折射率、双折射、耦合系数在一定结构参数下随波长的变化特性.数值模拟结果表明,选择合适的结构参数可以得到较高的双折射特性以及耦合特性,因此光子晶体光纤的非对称结构的特性分析对于光学器件的研制有重要意义.     

基于零折射率材料的弯曲声学波导

设计了一种具有零折射率效应的三维声子晶体,该声子晶体的有效密度和倒体积模量在类狄拉克频率附近均趋近零,声波的有效速度接近于无限大,波长远大于所通过结构的尺度,声波可以完美地穿过声子晶体且不会改变其传输特性.利用该声子晶体设计了一种弯曲的声学波导,研究发现涡旋声束通过该波导后,涡旋特性稳定不变,对于声学涡旋的多方向操控具有指导意义.     

三层金属矩形狭缝阵列透射峰的分裂与合并

【目的】探究奇数层金属光栅的中间金属狭缝与边界金属狭缝几何参数不同时对透射谱产生的影响。【方法】先设计出三层矩形狭缝阵列，再采用有限元法对其光传输进行数值模拟研究。【结果】得到的透射谱中主要存在三个共振峰，短波长透射峰与表面等离子共振对应，而两个长波长透射峰与局域波导共振对应。当金属狭缝的几何参数发生改变时，会出现表面等离子共振峰劈裂的现象，由此可知，中间波长透射峰是FP-SPP耦合模。几何参数的改变会引起FP共振峰合并，从而导致入射到第三金属层表面和狭缝内部的电磁波减少，使电磁场分量的分布情况发生变化。【结论】通过调节几何参数来实现共振峰的分裂或合并，为通过调控几何参数来增加滤波器的带宽提供一定参考。     

平面波正入射情况下正三角波导的传输特性

对平面波正入射情况下正三角波导的传输特性进行了理论分析与探讨,求解出该波导系数的解析结果,从而得到该波导任意长度截面的光场分布,并借助于数值方法模拟其结果.结果表明,在波导的z=L0/6和z=L0/9截面的光场分布具有三重轴对称性.     

填充等离子体圆形槽波导的分析

采用模式匹配方法推导了完全填充等离子体的圆形槽波导TE11模的特征方程,通过此特征方程可得等离子体物理参数对圆形槽波导TE11 模的色散关系的影响。计算结果表明,等离子体物理参数对圆形槽波导TE11 模的特性有较大影响,例如,等离子体密度由5×10^15/m3增大到5×10^16/m3时,TE11 模的截止频率从较小的4.6GHz增加到13.8GHz。控制等离子体物理参数可获得TE11 模的不同截止频率,为研究加载等离子体的圆形槽波导的应用提供了依据。     

可调谐质子交换铌酸锂(LiNbO3)光波导滤波器在视频回路网络的应用研究

根据光的干涉滤波原理,模拟设计质子交换铌酸锂光波导级联型滤波器.利用铌酸锂的电光效应,通过调节级联电压,改变光波导的折射率,选出波分复用(DWDM)中所需的各视频信道,各信道与ITU-T建议的波长位置、间隔基本符合.     

倒Y型四能级原子系统中光学双稳态的研究

应用数值方法研究了倒Y型四能级系统在单向环形光学谐振腔中的光学双稳态特性,应用密度矩阵理论给出了原子系统的密度矩阵运动方程,研究了自发辐射产生相干对光学双稳态阈值的影响。分析发现当探测场与控制场满足双光子共振条件时,原子捕获在两个下能态系统对探测场透明不能形成双稳态,当探测场与耦合场或耦合场与控制场满足双光子共振条件时,系统仍可以形成双稳态。在稳态条件下,自发辐射诱导相干导致两自发辐射通道干涉相消,上能级的粒子数增加,电磁诱导透明窗变窄,双稳态的域值增加。     

表面芯光纤器件实验室

由于光纤端面尺寸小且可以长距离传输,功能单元和功能材料易于微纳尺度纤内集成,因而更适合发展集成器件.Lab-on-fiber集成器件已成为纤维集成光学的研究热点.该文详细介绍了两种具有较强倏逝场的表面芯光纤(外表面和内表面),重点研究表面芯光纤光学特性及基于表面芯光纤的器件传感应用.该类器件制备简单,在生物化学传感领域有重要应用.     

波导型变容管电调固态源的分析和实验结果

本文阐述全高波导双柱结构的X波段变容管电调固态源的设计和实验结果.设计分析建立在波导柱结构的等效耦合网络基础上,该耦合网络的网络参数同几何结构尺寸和频率的关系由矩形波导的并矢Green函数导出.已研制成连续电调带宽达1000MHz,输出功率达100mW,带内功率起伏小于1dB的X波段电调固态源.此设计方法已推广到类似结构的其他波段的电调固态源.该固态源已成功地应用于FM-CW雷达、微波散射计、噪声调频干扰信号源、捷变本振源等方面.     

熔锥型光纤耦合器的模型研究

用理论分析证明了宽频带熔锥型单模光纤耦合器的原始模型，简化成有效平行波导的近似模型，必须作弱导近似和弱耦合近似。文中根据自制熔锥耦合器的实验，以及对其参数和截面尺寸测量及计算，表明具有哑铃形腰部横截面结构的宽频带熔锥型耦合器的组合波导满足弱导近似和弱耦近似条件。用有效平行波导的近似模型，计算耦合器转换功率随波长变化曲线，不仅宽频带特性的理论曲线与实验符合得较好，而且耦合器的耦合特性对两光纤芯径比及熔锥长度变化十分灵敏，这也与实验相符．     

基于Origin的牛顿环实验仿真

根据光的干涉原理,以牛顿环干涉实验为例,介绍利用Origin软件实现光学实验仿真的方法.通过改变凸透镜曲率半径、介质折射率、入射光波长和薄膜厚度等参数,观察到等厚干涉图样的相应变化,为光学的理论分析与实验教学提供便利.该方法避免了复杂的编程,实现过程简便易学.     

圆波导及同轴波导开放腔的衍射理论

利用横截面法,引入"相位修正因子",求得缓变截面波导开放腔在非对称模的普遍情况下的衍射反射系数,加上纵向波数的谐振条件就可求得开放腔的参数,并可求解多模问题.本中分析了几种形式的开放腔,认为变截面的同轴波导具有最稀疏的本征频谱.文章还对工程设计方法作了简要讨论.     

基于单片机数字集成电路参数测试仪的设计

本系统以PIC16F73为核心，利用A／D及D／A转换实现对数字集成门电路7404主要特性参数的全自动测定，同时还可通过双踪示波器直观地显示门电路的电压传输特性曲线，利用两片数字电位器可实现门电路的输入负载特性曲线．     

基于MIM结构的表面等离激元折射率传感器研究

设计了矩形谐振腔与Metal-Insulator-Metal(简称MIM结构)二维直波导耦合的表面等离激元传感器,通过有限元方法分析了其特性.研究结果表明,随着谐振腔长度的增加,透射峰出现线性红移;谐振腔的非对称性增加使得透射峰宽度变窄,透射率变低;共振波长与介质敏感材料的折射率存在明显的线性关系,灵敏度可以达到560 nm/RIU的同时透射率高达90%.     

基于3D-GM-BPM的平行定向耦合器模拟研究

提出了基于伽辽金法的三维光束传播法（3D－GM－BPM），可直接应用于三维波导光电子器件的光波传输模拟，并用它模拟分析了基于脊形光波导的平行定向耦合器遥光波传输特性。3D－GM－BPM最终归结为求角一阶常微分方程组，导出矩阵小，计算效率高。另外，平面映射边界条件使该方法无须引入人工边界条件，因而消除了非物理反射，有较高的计算精度。     

石墨烯/金复合薄膜微纳光纤集成光控波导

设计并制作了一种具有微纳光纤、石墨烯/金复合薄膜、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane, PDMS)三明治结构的光波导.由于石墨烯/金薄膜保持了平面形态,该光波导表现出很强的光学偏振和可饱和吸收特性.金膜在限制光波导表面倏逝场的同时,增强了倏逝场与石墨烯的相互作用.实验结果表明,微纳光纤光波导中的两种相互垂直的偏振模式(P和S偏振模式)在1 550 nm波长处的消光比可达42.3 d B;由于S偏振模式的光与石墨烯相互作用更强,使用S偏振模式的泵浦光进行光调制特性研究可进一步提高光场能量的利用效率.当980 nm泵浦光能量为130 mW时,信号光强度的调制深度达41.3 dB,信号光的3 dB和10 dB调制对应的泵浦光功率分别为2.8 mW和5.6 mW.     

驱动场作用下衰变率对量子点——腔耦合系统的非线性激射光谱的影响

基于量子点———腔耦合系统模型,运用腔量子电动力学中的全量子理论和数值模拟计算方法,研究在外加驱动场作用下,系统中一些衰变率对腔模场中的粒子数分布和非线性激射光谱的影响.首先分别讨论了在目标量子点与漏腔以及驱动场之间共振和非共振情况下,系统中纯消相、非相干泵浦以及驱动场对粒子数分布的规律,再对非线性激射光谱作出了对比分析.从而进一步为实现稳定、高效、可集成的单量子点激光器的制备提供了有力的理论指导.     

共振激发量子点在非共振量子点-腔耦合结构性质的研究

提出了在非共振量子点-腔耦合结构中有一共振激发量子点的模型.采用量子主方程方法计算平均光子数、平均声子数、光子数分布和二阶相关度随时间演化,来研究该系统的量子统计和相干性质.分别讨论了光子数分布和二阶相关度随原子自发辐射率、腔场衰减率及平均声子数改变的时间演化行为.研究表明无论好腔条件下还是坏腔条件下,腔场内的光子都成亚泊松分布.好腔条件下反群聚性不明显,但在坏腔情况下表现出明显的反群聚性.该体系的声子数均没有明显的变化.