微环谐振器传输特性分析

主要研究微环谐振器的基本结构参数对传输特性和微环性能的影响。根据耦合模理论,给出了微环谐振器传输函数的表达式;用传输矩阵法对直波导和弯曲波导之间的耦合进行了分析,研究了耦合系数与微环结构参数之间的关系;利用时域有限差分法对微环谐振器进行数值仿真,得到其频谱响应曲线。通过分析可以得到:波导间距的增大使振幅耦合比率减小;微环半径变小,微环的弯曲损耗就会变大,品质因子变大,自由光谱范围就会变大。相对微环半径,波导厚度对微环的性能参数影响较小。在设计时,应按照实际需求来设计间距和微环半径的大小。     

波导加载谐振腔的实验研究

给出工作于横磁模式的波导加载谐振腔的实验测量结果,利用反射系数相位法和传输系数法分别测量耦合系数以及品质因数等参数,两种测量方法获得的测量结果一致,相对偏差在3%范围之内。实验证明波导耦合输出结构可以有效抑制基模信号输出,基模抑制度超过41 dB,相邻波导隔离度大于48 dB。     

SiGe-OI微环谐振器的滤波特性分析

SiGe-OI微环谐振器是一种新型半导体材料的谐振器。本文根据传输矩阵法得到微环谐振器的传递函数,研究了上下载滤波器和上、下载端口的性能,分析了SiGe-OI微环谐振器的滤波特性,以及耦合特性对滤波特性的影响。通过模拟软件建立SiGe-OI微环谐振器模型,主要对其结构参数、耦合系数、3dB带宽和消光比等参数进行了分析,仿真了波导宽度、耦合间距、波长与耦合系数的关系,以及耦合系数对3dB带宽和消光比的影响。最终给出了耦合系数的范围以及不同耦合系数下的滤波特性,为SiGe-OI微环谐振器的研究提供了理论参考。     

一维波导与嵌入原子的微腔耦合的单光子输运

分析单模波导与两个嵌入了二能级原子微腔耦合的单光子输运问题.用实空间方法精确求解单光子透射和反射振幅.结果表明对于腔模-腔模耦合系数,原子-原子耦合强度以及原子-腔模的相互作用强度的调制会影响系统的单光子散射特性,同时微腔与波导耦合点之间的距离会影响波导内干涉效应,从而改变系统的透射率和反射率.     

体内微机电系统无线能量传输技术的耦合特性研究

首先介绍体内微机电系统无线能量传输技术的原理和构成。在互感基础上建立四种拓扑补偿的数学模型。用Mat-lab进行计算和仿真,研究了负载和工作频率对反映阻抗特性的影响以及电磁耦合结构参数如耦合系数和初次级绕组内阻等对系统性能的影响。表明耦合系数增大,可以大大增加系统传输效率;与次级绕组内阻相比,初级绕组内阻对系统传输效率影响更大。因此减小初级绕组内阻,可以显著提高系统传输效率和性能。     

弯曲光子学波导定向耦合器

采用数值模拟的方法,利用光束传输法(BPM)研究了光波在弯曲型光子学波导耦合器中的动力学传输规律。发现波导的折射率调制深度、耦合器之间的间距、每个波导的弯曲振幅都对光波的传输行为有很大的影响。此结果为利用弯曲波导调节和控制光波传输,实现全光开关和定向耦合器提供了新的思路和方法。     

基于三微环串联阵列的8通道密集波分复用器

采用信号流程图理论与微环谐振理论设计了一种新型的基于三微环串联阵列的8通道波分复用器。采用MATLAB仿真工具对该器件输出谱进行分析,通过优化传输耦合系数、微环谐振器的半径等结构参数获得品质因子达到1 687. 09、精细度13. 59、形状因子为0. 651的输出谱。利用这种多个微环阵列耦合总线波导可以构建一个密集波分复用器结构,它也为设计制作多通道波分复用器奠定了基础。     

基片集成波导带通滤波器设计方法的研究

文章中利用基片集成波导和双模滤波器两种技术,对基片集成波导双模带通滤波器的设计进行了研究,设计了一种微波带通滤波器结构,该滤波器结构简单,无载品质因数高达9000.应用凹型过渡结构,使基片集成波导与微带线的过渡问题得到很好解决,使基片集成波导双模带通滤波器便于集成.设计的滤波器中心频率在5.61GHz,通过TE102和TE201两种模式耦合,形成一个传输零点,改善了滤波器的性能,通带内反射损耗S11优于24dB,3dB带宽达50MHz.     

弯曲对长周期光纤光栅透射特性的影响

讨论了长周期光纤光栅弯曲时引起的波导弯曲、光纤截面变形和纤芯折射率分布改变等对其透射特性的影响。用等效直倾斜二次方啁啾的长周期光纤光栅理论,分析研究了光栅轴向倾斜对长周期光纤光栅透射特性的影响,给出了等效光栅的周期、啁啾系数的近似公式,用传输矩阵方法进行了数值计算。     

用FDTD法分析L形波导的单模带宽

用时域有限差分(FDTD)法实例计算L形波导的截止波数,并与相关文献报道的结果进行了比较,计算结果表明:FDTD法具有较高的计算精度,可以很方便地用于波导传输特性分析。用FDTD法计算分析了几何形状对L形波导的主模带宽的影响,结果表明,可以通过改变L形波导的几何尺寸来调整其单模带宽。     

光纤耦合空心介质波导法—珀腔滤波器的分析设计

研究一种新型高细度宽自由谱区空心波导法－珀腔光纤耦合器,分析了波导参数对腔体损耗和细度的影响,建立了腔体与输入输出光行匹配耦合的分析模型,计算了耦合系统和滤波特性与腔体和光纤参数的关系,给出了最佳耦合,最大传输要求的腔体与光纤参数。     

圆柱型谐振腔最大电磁能量耦合方法

利用微波谐振腔的谐振频率随腔内介质不同而变化这一特性可以实现液体、气体介电常数的精确测量,其中微波谐振腔与外波导的能量耦合程度将直接影响整个测试系统的性能和精度.根据电磁波在波导中的传播特性建立微波谐振腔的耦合模型.通过对谐振腔的耦合孔和波导耦合面电磁能量的仿真与分析,选择最佳匹配连接方式,使谐振腔有最大的电磁能量输出.仿真实验证明,连接波导中心与谐振腔耦合孔中心重合处不是电磁能量最大耦合位置,只有连接波导中心偏离谐振器耦合孔中心一定位置才能得到电磁能量的最大耦合.     

光纤耦合模方程及其应用

本文推导出了适于普通光纤的耦合模方程，并把它应用于光纤受到周期性微扰时的情况，得到了相应的解。因为光纤不同于平板，它们正交关系也不同，从而耦合模方程也不同。光纤除耦合系数与平板的有实质不同，它们的形式却相似。     

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.     

Optimization of nanocavity field enhancement using two-dimensional plasmonic photonic crystals

We have investigated the influence of Ag nanorod radius(r)on the resonant modes of a two-dimensional plasmonic photonic crystal(PPC)with dipole sources embedded into the central vacancy area,using finite-difference time-domain methods.Both the localized surface plasmon(LSP)mode of individual Ag nanorods and the resonant cavity mode of PPC are found to vary as a function of r.The resonant cavity mode is strongly enhanced as r is increased,while the LSP signal will eventually become no longer discernable in the Fourier spectrum of the time-evolved field.An optimized condition for the nanocavity field enhancement is found for a given PPC periodicity(e.g.d=375 nm)with the critical nanorod radius rc=d/3.At this point the resonant cavity mode has the strongest field enhancement,best field confinement and largest Q-factor.We attribute this to competition between the blocking of cavity confined light to radiate out when the cavity resonant frequency falls inside the opened photonic stopband as r reaches rc,and the transfer of cavity mode energy to inter-particle plasmons when r is further increased.     

新型基片集成波导三孔定向耦合器的设计

利用矩形波导多孔定向耦合器理论和基片集成波导与矩形波导的等效关系,设计了基片集成波导三孔定向耦合器。通过在耦合孔的上金属面开哑铃形槽来增加能量的耦合,从而提出一种新型的三孔定向耦合器。实验结果表明:该耦合器在8.6 GHz-10.6 GHz的频率范围内,输入端反射系数和隔离口的电压传输系数均小于-15 dB,相对带宽达到20％,通带内直通口与耦合口的电压传输系数均在-8.2 dB--3.3 dB之间,耦合度约为6 dB,隔离度大于15 dB,性能获得了较大提高。该耦合器设计方法简单,加工成本低廉,可以广泛用于微波毫米波系统中。     

基于圆角矩形结构的表面等离子体激元滤波器与光开关

本文提出并研究基于圆角矩形结构的表面等离子体激元带通滤波器，运用时域有限差分方法(Finite-Difference Time-Domain ,FDTD)对滤波器的透过率特性进行模拟仿真.由于采用圆角矩形结构，滤波器的透过率在带宽不变的情况下被优化.通过改变圆角矩形谐振腔的圆角半径以及腔长，可以实现所需要的透过率光谱. 本文在圆角矩形结构基础上提出12解复用器，通过将输出端2与谐振腔耦合处的波导增长120nm，实现了抑制共振模作用. 通过在滤波器的圆角矩形谐振腔中注入具有双折射效应的液晶Merck BL009，提出具有波长选择作用的光开关. 以上实验结果表明，基于圆角矩形结构的等离子体激元滤波器在纳米光学器件中具有很好的应用前景.     

薄膜材料复介电常数与复磁导率测试研究

采用谐振腔法对薄膜材料复介电常数和复磁导率进行了测试研究。依据腔内电磁场的特性及薄膜材料体积小的特点,采取了较大的模指数、高品质因数、小耦合系数等措施,设计了在2GHz频率下工作模式为TE105的矩形谐振腔。使用Agilent 8722ES络分析仪进行扫频反射测量,由放置试样前后腔的谐振频率和品质因数以及试样的体积等计算出薄膜材料复介电常数和复磁导率,该方法操作简便,准确性较高。     

高次模碳纤维微波加热装置的设计与实验

为了使T300碳纤维达到微波石墨化的反应温度,需要对其进行微波加热实验。设计了一种基于TM_(110)高次横磁波模式的碳纤维微波加热装置,该装置是一种圆柱形谐振腔,腔体两侧分别存在一个轴向电场最大值区域,理论上可以同时加热多束碳纤维。为了保证碳纤维的加热效率,在设计时需要同时兼顾腔体的谐振频率和阻抗匹配特性。使用仿真软件优化了耦合点的具体位置,并对优化后的圆柱形谐振腔进行了多物理场的耦合仿真。仿真结果表明:出口处碳纤维的表面温度最高,且靠近耦合点的左侧碳纤维温度高于右侧。实验结果与仿真结果较为吻合,验证了碳纤维微波加热的可行性和装置的有效性。