光阑对暗中空涡旋光束轨道角动量的影响

基于推广的复高斯函数展开法,分析了具有轨道角动量的拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)光束通过含光阑光学系统传输的解析公式,理论推导了空心LG光束在柱坐标系下光子轨道角动量密度函数及其态矢.对1阶LG涡旋光束通过光阑后的光场分布情况进行了数值分析,在两种典型含光阑系统物理模型下分析了遮拦比对不同波长LG光束传输特性的影响,研究了LG光束通过光学系统后的相位分布及轨道角动量密度变化.结果表明,光阑系统遮拦比对LG涡旋光束通过光阑后的传输特性的影响因光束波长不同而异,遮拦比对光束轨道角动量密度影响较大,对光束束径及光轨道角动量影响不明显.研究结果可为在空间光通信中利用涡旋光束光子轨道角动量编码信息提供理论依据.     

双曲正弦平方高斯光束通过EIT介质的传输特性

为了研究双曲正弦平方高斯光束通过四能级EIT介质的传输特性,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式推导双曲正弦平方高斯光束通过四能级EIT介质的传输解析公式,并利用该公式分析双曲正弦平方高斯光束通过四能级EIT介质的传输特性。研究发现,通过改变偏心参数或者四能级EIT介质控制光的拉比频率就可以实现对不同传输位置的光束进行整形,同时发现了一种调控双曲正弦平方高斯光束光强的新方法。     

一维正弦型函数光子晶体带隙结构研究

我们提出一种函数型光子晶体,其折射率是一个随空间位置周期性变化的函数.基于费马原理,我们得到了光在一维函数型光子晶体中的运动方程,并利用传输矩阵的方法推导出光在一维函数光子晶体的色散关系、发射率和透射率.通过理论模拟发现,介质的折射率、半周期厚度以及入射角对光子晶体带隙变化有重要的影响.     

光束在一维光子晶体中的古-汉位移特性

根据传输矩阵法,研究光束在一维光子晶体中的古斯-汉森位移.结果表明,光子晶体结构的随机误差能够增强光子禁带中的古斯-汉森位移.该位移与光子晶体材料的折射率、光子晶体的周期数,以及光束的入射角有关.研究结果还表明,在掺杂的一维光子晶体中,结构的随机误差会降低缺陷态附近的古斯-汉森位移,同时在禁带的其他地方,位移得到增强.     

一维函数光子晶体的光透射特性研究

提出了一种阶梯型一维函数光子晶体,即介质折射率不是常数,而是呈阶梯型变化.由经典电磁场理论,即电场和磁场在介质分界面连续的性质,并结合费马原理,给出了光在一维函数光子晶体中的传播方程,再经过详细理论推导,给出了一维函数光子晶体的传输矩阵、色散关系、透射率及电场分布的解析表达式.在此基础上,研究了不同入射角和不同介质厚度对色散关系的影响,同时比较了阶梯型一维函数光子晶体与常规一维光子晶体的透射率,进一步研究了有缺陷和无缺陷的阶梯型函数光子晶体的电场分布.所得结论将为光学器件的设计提供新的理论依据.     

光波在一维光子晶体中传播行为的数值研究

由Kronig-Penney模型导出了光波在一雏光子晶体中传播的群速度的解析表达式，利用传输矩阵法对一维光子晶体的色散关系和群速度分布特征进行了数值研究．结果表明，光波在光子晶体中传播的群速度与光子带隙结构及色散特性有着密切的联系，光子导带内的群速度为有限值，在光子禁带的边缘，群速度迅速减小而趋于0，光的传播具有显著的带边延迟效应．同时，在反常色散区，群速度为负值，光的传播表现出明显的超光速现象．光子晶体的结构参数直接影响光波在光子晶体中的群速度．     

一维光子晶体的光学特性研究

利用传输矩阵法对一维光子晶体的带隙结构及传输特性进行了研究.计算得到了一维光子晶体在可见光波段范围内S波和P波的透射谱,通过透射谱的变化,分析了周期数、中心波长和不同偏振态入射光角度变化对一维光子晶体带隙的影响.     

圆平顶高斯光束在单轴晶体中的传输特性

基于光束在各向异性单轴介质中的傍轴矢量传输理论,导出了圆平顶高斯光束在单轴各向异性晶体中的传输公式,并利用此解析式作数值计算和分析了圆平顶高斯光束在单轴晶体中的传输,研究了各向异性介质对x方向偏振的圆平顶高斯光束偏振特性的影响.研究表明,晶体的各向异性对光束的偏振和圆对称性有较大影响.     

准无衍射Lommel-Gauss光束非傍轴传输的解析

为研究准无衍射Lommel-Gauss光束的非傍轴传输,根据光束传播的独立性和叠加性原理,先将Lommel-Gauss光束展开为无穷项Bessel光束的叠加,然后利用虚源法和格林函数法引入一组能够产生Lommel-Gauss光束的虚光源点,利用Fourier-Bessel变换理论,通过建立对应的非齐次亥姆霍兹方程,计算得到Lommel-Gauss光束传输的非傍轴严格积分表达式.利用该积分表达式推导给出了Lommel-Gauss光束轴上光场分布的非傍轴修正解析表达式,这为定量计算Lommel-Gauss光束的传输特性提供了方便.     

一维光子晶体全向带隙限光特性的研究

采用传输矩阵的计算方法研究了一维光子晶体结构对光传输特性的影响,利用 MATLAB 绘制不同结构参数的一维光子晶体透射率图谱.通过绘图发现,改变一维光子晶体的结构参数,能够实现带隙宽度的最大化,同时,可以实现入射角在0到90度之间的全方向带隙限光.选择适当的结构参数能够实现在1550nm 光波附近的宽屏全向带隙限光.     

厄米-高斯光束通过硬边光阑光学系统变换的近解析传输公式

将硬边光阑门数函展开成复高斯函数,利用高斯光阑的ABCD矩阵形式,应用于厄米-高斯(H-G)光束,推导出了H-G光束通过内含硬边光阑的近轴ABCD光学系统的场分布的近解析传输公式,并与Collins公式计算结果比较,说明所得的解析结果的应用和优点.     

二维正交全息光子晶体模板的制作和特性研究

多光束全息曝光法制作周期性结构已有广泛应用,在已有报道中,主要采用四束以上光束同时曝光法制作光子晶体模板.文章以全息干板制作光子晶体模板为研究目标,提出了用双光束多次暴光法制作光子晶体模板.用一种折射率与玻璃基底折射率相匹配的粘合剂消除反射光对干涉图样的干扰,在实验室制备了二维正交全息光子晶体模板.用激光束作入射光源,观察了光子晶体模板之反射光和透射光的衍射图像,分析了它的光学特性.探索了双光束多次暴光制作光子晶体模板的方法和制造技术.     

基于控制变量法的一维光子晶体态密度特性的研究

为了研究一维光子晶体态密度特性,文章利用多层膜传输矩阵计算出一维光子晶体的态密度(DOS),通过控制变量法分析了光子晶体中入射光在不同薄膜材料折射率比下和不同周期数下DOS的变化情况,分析表明DOS在一维周期性光子晶体的禁带和导带边缘有突然增强现象。     

基于激光全息法的复式光子晶体计算机仿真研究

复式光子晶体是指由2套或以上简单光子晶体嵌套而成的光学微结构,有效获得特殊元胞形状的复式光子晶体是人们追求的目标。从多光束干涉原理出发,探讨了激光全息法产生复式光子晶体的实现机理及光路配置,利用对称配置的六束相干光实现了3套简单晶格嵌套而成的复式三角晶格光子晶体。进一步利用MATLAB编程进行计算机仿真,系统讨论了光束偏振组合对复式三角晶格光子晶体元胞形状和对比度的影响,获得了圆环、缺口环、弯月形、矩形等不同元胞形状的复式光子晶体,并对其偏振组合的影响规律进行了分析总结。以上研究为设计复杂元胞形状的新颖复式光子晶体提供了有效途径。     

一维光子晶体禁带宽度对折射率的响应

采用参数调节法研究了折射率对一维光子晶体禁带宽度的调制作用,通过数值计算得到禁带宽度的解析表达式及禁带宽度随光子晶体的折射率比(n1/n2)的增加而增加的结论,说明用调节一维光子晶体的折射率来实现对禁带宽度的调制是十分有效的。     

光学厚度对一维光子晶体禁带宽度的调制

采用参数调节法研究了光学厚度对一维光子晶体禁带宽度的调制作用,通过计算得到禁带宽度的解析表达式及禁带宽度随两层光子晶体光学厚度的变化规律。当两层光子晶体的光学厚度都等于λ0/4时,禁带宽度达到最大,说明用调节一维光子晶体的光学厚度来实现对禁带宽度的调制是有效的。     

多芯光纤相干组束研究进展

利用光纤激光器相干组束技术可产生高功率高光束质量的激光输出,因此研究相干组束技术成为必然趋势。本文从多芯阶跃光纤相干组束和多芯光子晶体光纤相干耦合两个方面介绍了目前相干组束研究现状和进展。提出多芯阶跃光纤相干组束和全光纤相干组束都存在弊端,而通过合理设计结构的多芯光子晶体光纤不仅可以实现高功率激光输出,还能促进光通信技术的发展。     

非局域介质中单光束高斯型孤子传输的解析解

从光束传输满足的一般非线性薛定谔方程出发,利用强非局域介质中介质响应函数的特点,对非线性方程进行合理处理,得到光束传输满足的线性方程,使得找寻强非局域介质中光束传输的解析解成为可能.针对单高斯光的演化情况详细地给出了利用这一模型求解光束解析解的过程,使得利用叠加原理求解该介质中多光束传输,并进而实现光控制光成为可能.     

余弦高斯光束通过负折射率介质的传输特性

在傍轴近似情况下,利用柯林斯公式计算出了余弦高斯光束通过负折射率介质的光强解析表达式。研究了负折射率材料工作频率和余弦高斯光束的调制参数对余弦高斯光束光强的影响。计算结果表明:可以利用负折射率介质的工作频率控制余弦高斯光束的光强。此研究结果提供了一种控制余弦高斯光束传输特性的新方法和技术。     

一维新型函数的光子晶体

提出一种新型函数光子晶体, 其折射率为空间位置函数.  先由费马原理给出光在一维函数光子晶体中的运动方程,  推导后得到传输矩阵, 再给出一维函数光子晶体的色散关系、 带隙结构和透射率, 并通过选择不同折射率分布函数n(z)得到比常规光子晶体更宽或更窄的能隙结构.