增强一维电介质/石墨烯/反铁磁结构的法拉第效应理论分析

通过理论分析和数值模拟的方法研究了在一维空间中Faraday位型下石墨烯/反铁磁模型和电介质/石墨烯/反铁磁/电介质模型的线性效应.     

反铁磁光子晶体波导的性质

研究了平面反铁磁光子晶体波导的色散性质.这种光子晶体波导是由两个平行金属板之间填充一维反铁磁光子晶体构成.对FeF2/Vacuum光子晶体波导进行数值和理论分析表明:(1)电磁波模式是分立的,并且只有有限的几个;(2)存在三种不同的频率带隙,其中之一是光子晶体共有的,其宽度取决材料的介电性质,之二是来自反铁磁的共振性质,之三是来自波导的结构.     

Voigt位型下反铁磁/电介质/穿孔金属三明治结构二次谐波生成

在反铁磁/电介质/穿孔金属三明治结构中,利用传输矩阵的方法研究Voigt位型下二次谐波的生成,发现泵浦波的频率和穿孔金属孔大小、间距对二次谐波的生成有很大影响.当泵浦波垂直入射时,由于穿孔金属介电函数特殊性质,使三明治结构中的磁性介质中光局域化效果增强,二次谐波输出能流密度对比反铁磁单层膜有了很大提高.该研究为二次谐波转换器件、反铁磁器件的小型化提供了理论依据.     

电介质/反铁磁/金属三明治结构的克尔效应

采用传输矩阵法计算了电介质/反铁磁/金属三明治结构的反射率和克尔旋转角.研究结果表明:在共振频率附近,三明治结构的克尔旋转角高达3.23 deg/μm,比单层反铁磁薄膜的克尔旋转角增大了12倍多,相应的电磁波反射率也在50%左右.三明治结构中不同的电介质对克尔效应也会产生影响.文中分别采用ZnF_2和SiO_2作为电介质层,研究结果表明ZnF_2作为电介质层的三明治结构,克尔效应更加显著.最后讨论了三明治结构的克尔旋转角随着入射电磁波频率和外场变化的规律.     

新型线性函数光子晶体光子二极管的研究

本文运用费马原理和传输矩阵方法研究线性函数光子晶体,通过计算给出了光正入射和反入射时的透射特性及电场分布.研究发现:线性函数光子晶体的透射特性不同于常规光子晶体,并且能够有效的放大或衰减光的电场强度,这为设计光子放大器件和光子二极管提供了重要的理论依据.     

涡流对反铁磁层间耦合侧向磁性超晶格推迟模的影响

使用等效介质理论研究层间有反铁磁交换相互作用存在的超晶格的推迟模.特别是,考虑传导电流和位移电流对推迟模的影响,给出了层间存在着反铁磁耦合的磁性超晶格的自旋波衰减随波矢k,外磁场H0的变化曲线.     

反铁磁薄膜中的二次谐波生成

近年来反铁磁体的非线性效应包括二阶和三阶效应受到很多关注.介绍反铁磁薄膜和反铁磁光子晶体等反铁磁体系的二次谐波生成,以及这些研究的背景和最新进展.提出了进一步研究反铁磁三明治结构中的二次谐波生成的可能性.     

光子晶体电磁传输特性的理论分析

叙述光子晶体比半导体晶体具有一系列优越的电磁传输特性,分析光子晶体的4种研究方法的优缺点,通过传输矩阵法推导光子晶体电磁传输的反射系数、透射系数和色散方程.     

Voigt位型下穿孔金属/反铁磁结构光透射非倒易性研究

在穿孔金属/反铁磁(PMA)结构,利用线性传递矩阵方法研究结构Voigt位型下光透射非倒易性.发现外加静磁场和穿孔金属孔几何尺寸对结构的透射光谱产生影响,出现了光透射非倒易性现象.光透射非倒易性频率区域在反铁磁共振区,此区间正处于太赫兹(THz)波段,随着入射角度的增加,透射非倒易性的效果越明显,研究穿孔金属/反铁磁结构的光透射非倒易性可为反铁磁器件的设计加工提供理论基础.     

横向压力作用下光子晶体光纤的偏振特性的研究

从理论上分析了横向压力作用在光子晶体光纤(PCF)上对偏振膜色散(PMD)和差分群时延(DGD)的影响,对不同横向压力作用下PMD与DGD分别进行数值模拟.模拟结果表明横向压力变化时DGD与PMD的数值均发生较大的变化.分别对光子晶体光纤的偏振膜色散与差分群时延随着压力变化的特性进行实验验证.实验证明,随着压力的增大,光子晶体光纤的DGD整体趋势增大:光子晶体光纤的偏振膜色散的数值随着压力的增大而成上升趋势,其变化规律符合理论分析结果.     

层间有反铁磁交换相互作用的磁性超晶格的推迟模式

我们用等效介质理论计算了层间有反铁磁交换的侧向晶格。当外场垂直于磁性或非磁性层时，在这种超晶格中存在两种磁序：反转自旋（flop)和平行自旋磁序。我们发现，这两种磁序的表面模的频率随外场和层间耦合的变化情况很不同。前一种磁序中，模式的频率对层间耦合非常敏感，我们还发现使表面模存在的两个外场临界值。     

波长在60~65μm范围内TIR-PPCF的太赫兹波传输特性

设计了基于全内反射的实芯塑料光子晶体光纤(TIR-PPCF),其晶格结构为三角形.利用时域有限差分法计算了TIR-PPCF在60~65μm(4.6~5 THz)波段的色散、损耗等特性.计算结果表明TIR-PPCF在波长60~65μm范围内可以实现THz波的低色散和低损耗的传输,且当占空比为0.5时,色散变化为0.12 ...     

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.     

一种高双折射光子晶体光纤的特性研究

设计了一种新型光子晶体光纤,通过数值模拟,该种光子晶体光纤具有高双折射特性,且具有较高的非线性特性,并且在0.8到1.8μm波段出现了两个零色散点.该种光子晶体光纤结构包层的空气孔的排列方式为按照三角晶格排列,并将其中部分圆形空气孔变为椭圆形空气孔.运用全矢量有限元法对其光学特性进行理论模拟分析,分析结果表明:当椭圆率η=4/7,占空比d/Λ=0.45时,在波长1.55μm处,获得了3.88×10-2的高双折射.非线性系数可达67.5 km-1·W-1.     

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.     

电磁波斜入射到单层吸波材料上的最佳吸收条件

研究了平面电磁波斜入射到涂有单层吸波材料的导电平板情况,并分别就垂直和平行两种极化讨论了最佳吸收条件.文中给出了典型计算曲线和若干结论.     

基于二维"锯齿状"薄膜光子晶体的偏振选择相位光栅的研究

基于二维"锯齿状"光子晶体和等效介质理论设计了一种能够实现偏振选择的相位光栅,通过一级衍射能够将TM波和1E波分离.利用时域有限差分方法(FDTD)分别模拟了这种二维光子晶体光栅对TE模和TM模的衍射,验证了这种结构的光栅具有良好的偏振选择能力.     

光子晶体光纤结构的变化对场传输特性影响的研究

应用有效折射率模型和传统经验关系相结合的方法研究不同结构的光子晶体光纤(PCF)传输特性.通过改变光子晶体光纤的结构参数,从而得到不同的纤芯有效半径aeff和占空比d/Λ.分析纤芯有效半径和占空比不同情况下的光子晶体光纤的归一化频率、包层有效折射率、纤芯有效折射率和数值孔径随波长的变化规律.再以纤芯有效折射率为例,将该方法的计算结果和有限元法的计算结果进行对比分析,结果表明在占空比小于0.4且纤芯有效半径小于1.1547时,全波长范围内两种方法计算结果的绝对误差数量级为10-3.随着占空比和纤芯有效半径的增大,两种计算结果的绝对误差也逐渐增大.     

一维多孔TiO_2/SiO_2光子晶体能带结构模拟计算

为展宽光子带隙,提出多孔薄膜层状结构的一维光子晶体模型。采用有效介质理论计算多孔薄膜有效介电常数,使用平面波展开法,模拟计算了一维多孔TiO_2/SiO_2光子晶体的能带结构。结果表明:电介质层孔隙率变化、厚度变化时,带隙宽度和中心频率都能被有效地调制,可实现紫外、可见光波段宽带隙的光学介质组合。这为可见光区光电子器件的制备提供了新的思路。     

非均匀介质中螺旋波在负反馈作用下的演化

利用FitzHugh-Nagumo模型研究了非均匀介质中产生的螺旋波在反馈作用影响下的演化.在非均匀介质系统产生稳定的螺旋波后加入反馈作用,发现当反馈强度较小时,反馈作用使得螺旋波的波纹宽窄发生改变;当增加反馈强度时螺旋波的中心首先被打碎,随着时间变化螺旋波消失,之后出现一种新的稳定斑图.另一方面,在反馈作用区域较小时,螺旋波从中心打碎到形成另一种稳定的斑图所需的时间较长;在反馈作用较大时,螺旋波在较强的反馈作用下会迅速的被打破.