基于光子晶体的全光二极管单向透射特性分析

采用时域有限差分技术,分析非线性光子晶体点缺陷不对称结构的单向透射特性.研究发现:当光波从两个不同方向入射,耦合进入缺陷的电场能量不同,入射波存在单向透射特性,从而透射率在跳跃点处的阈值功率不同;此外,入射波在跳跃点处的最大透射率值与入射方向无关.进一步采用耦合模理论验证所得结果,所得结论与数值模拟结果一致.当光波从这种不对称的点缺陷结构两端入射时,所得透射对比度存在一个上限.     

透射光栅测量光波波长实验浅析

光栅是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件.广义的衍射光栅可分为透射光栅和反射光栅.近些年来,随着科学技术的进步和工业生产技术的发展,出现了光纤光栅、阵列波导光栅及全息光栅等新型光栅,这类新型光栅的产生同样也推动了科学技术和工业生产的发展.此外,光栅在物理教学和实验室中也具有重要的应用.物理实验教学中可以利用透射光栅测量入射光的光波波长,并利用光的衍射效应得出所用光栅的光学参量等.首先概括了光栅的发展历史和应用,其次以“透射光栅测量光波波长”为着手点,重点介绍了透射光栅在物理实验教学中的应用.通过进行实验操作,计算了光栅的角色散度和分辨本领,对实验数据进行分类对比及归纳总结,进而得出了透射光栅的特性及普遍规律.     

近红外铌酸锂光栅耦合器耦合效率优化研究

提出了一种基于铌酸锂导模结构的高效光栅耦合器设计方案及其优化的光学激发配置.利用有限时域差分算法对光栅耦合器的耦合效果进行了数值分析;主要研究了光栅周期、光栅占空比、二氧化硅隔离层厚度,以及入射光的偏振和角度对光栅耦合效率的影响;对在共振波长和非共振波长处空间光传播电场图像进行了模拟.理论仿真结果显示,在光栅周期为650 nm、光栅占空比为0.3、刻蚀深度为130 nm时,利用横磁(transverse magnetic,TM)偏振光沿光栅法线夹角17°方向入射,可获得优化的光栅耦合效率～38%,从而有效地将空间光耦合进入铌酸锂亚波长波导薄膜中,这对铌酸锂微纳光栅耦合器的设计和性能应用有借鉴和参考价值.     

光寻址液晶空间光调制器的非对称动态全息光栅

为克服传统记录方式光栅一级衍射效率不高对液晶空间光调制器应用产生的限制,采用斜入射方式记录了非对称薄动态全息相位光栅,光栅的一级衍射效率达到60%。基于非对称的液晶分子取向,给出了光栅产生的物理机制,提出了非对称光栅的数学模型。该研究促进了液晶材料在实时光学信息处理领域的科举研究,拓宽了液晶材料的应用范围。     

柔性C形开口谐振环的太赫兹异常透射研究

利用太赫兹时域光谱仪测试系统,研究了聚酰亚胺衬底上的C形开口环周期性结构在太赫兹波段的异常透射特性.结果发现,当入射太赫兹波的电场偏振方向垂直于金属开口时,变化的电场引起电感-电容(LC)共振,使其透射光谱呈现单峰特性;然而,当入射电场偏振方向平行于金属开口时,其透射光谱呈现出多峰性和周期性.通过对其电场能量分布和表面电流的分析发现,这种反常透射特性是由法布里-波罗腔效应和偶极子共振共同作用产生的.     

全反射时的透射光波场

当光波由透明的光密介质射至光疏介质,并且入射角大于相应的临界角时,要发生全反射。入射光波的能量全部返回光密介质,不再形成通常的折射光波。但这并不意味着入射光波的电磁场就此中断在介质的分界面上,在光疏介质中有透射波的电磁场存在,而且它的辐射能量流密度的时间平均值不等于零。瞬时值一般也不为零。本文讨论光波全反射时,反     

通电光栅对光的衍射

报道了一种栅格上有电流通过的新型光栅，入射到该光栅上的光，经光栅透射和反射后形成的衍射条纹，会发生收缩或扩展，光的偏振面发生旋转可产生法拉第效应，该光栅比同光栅常数的光栅具有较高的分辨率，作为一种提高光栅分辨率的新光电元件，可望应用于光电通讯。     

用于惯性约束核聚变(ICF)激光驱动系统中集成衍射光学元件的特性研究

基于标量衍射理论，分析了集成光束采样光栅和色分离光栅于一体的衍射光学元件的衍射效率，及其结构和主光束低频波前畸变量的关系。并将其衍射效率、能量损耗以及分离角，和使用单个的采样光栅和色分离光栅进行了比较。计算分析表明，集成后的衍射光学元件基本上没有改变各级衍射效率的大小，也没有改变基频光和二倍频光的分离角，但可提高光能利用率。以上结果，可为此类集成光学元件应用于ICF的可行性提供理论依据。     

通电光栅对光的衍射

报道了一种栅格上有电流通过的新型光栅（电光栅）．入射到该光栅上的光，经光栅透射和反射后形成的衍射条纹，会发生收缩或扩展；光的偏振面发生旋转可产生法拉第效应．该光栅比同光栅常数的光栅具有较高的分辨率，作为一种提高光栅分辨率的新光电元件，可望应用于光电通讯     

非周期高透射亚波长会聚光栅的研究

亚波长光栅作为一种新颖的光学器件可以实现光束的偏转、功分、会聚、偏振分束等功能.针对空间光的耦合以及微型激光器输出光的束型需求,本文提出了一种具有透射光束会聚效果的一维亚波长光栅,通过对亚波长光栅的结构设计,控制亚波长光栅的波前相位使得亚波长光栅具有高的透射率,以实现透射光束的会聚效果.利用有限元分析法(FEM)对设计的一维非周期亚波长会聚光栅数值进行仿真,结果表明:仿真焦距在10μm处的光束会聚的透射光栅,仿真得到的实际焦距fx为7.715μm,透射率为81.8%.因此,利用有限元法设计的非周期光栅对发散光束具有优异的会聚效果,有望在光通信器件的集成以及空间光耦合领域得到重要应用.     

一种基于光学倍乘法的新型毫米波RoF双向传输系统

该文提出一种基于光学倍乘法的毫米波Radio-on-Fiber（RoF）双向传输系统的新结构,在中心站用基带信号和扫频正弦波的混和信号对光波进行相位调制,在基站将从中心站传输过来的光波分成两路,使其分别通过不同参数的周期性光滤波器、光探测器和带通滤波器,从而在一条支路获得毫米波下行已调波,同时在另一条支路获得上行链路所需要的参考本振.该系统结构具有最小化中心站、避免基站使用毫米波本地振荡器和光纤链路色散小的优点.     

太赫兹波在反铁磁薄膜中的线性透反射性质

利用有外场存在时反铁磁物质的共振频率特性,分析在垂直位型下,当太赫兹波在平面以不同角度入射时的反透射性质.从求解体系色散关系入手,分析反铁磁薄膜不同区域的波解形式,求出传递矩阵,计算反铁磁薄膜的透反射率,进行数值模拟,为光学元件的开发提供理论支持.     

光波偏振态的相干矩阵表示及变换的研究

为从物理本质上揭示光波偏振态、偏振的叠加、混合和传播等概念和应用,利用相干矩阵方法分析光波偏振态。深入探讨了几种特殊意义情况下光波相干矩阵的特点及其可能的合成方式。选择部分偏振态通过线性光学元件和以布儒斯特角入射介质分界面时透射光偏振特性分析的典型例子,揭示了光波偏振态的变换问题。并在邦加球中以图解形式表示光波偏振态的几种合成形式及相干矩阵传输前后的偏振态变换。图解法使物理量的代数表示几何化,能更形象地描述偏振态的物理意义。分析表明,完全描述光波的偏振特性需要相干矩阵的本征值和本征态共同表征。     

光的偏振态对向列相液晶中光栅衍射的影响

通过二波耦合实验研究了不同偏振态的两束写入光在向列相液晶中形成光栅的衍射现象。实验发现,水平偏振态(P-P偏振)照射时形成的光栅具有比竖直偏振态(S-S偏振)照射时大得多的能量耦合,且能量耦合方向完全相反。更重要的是,当光栅形成之后改变其中一束光的偏振方向时,透射光和衍射光的强度会随着其中一束光的偏振态的改变而变化。可见,光的偏振态在决定NLC分子非线性取向时是一个非常重要的参数,在以后的光电子功能器件应用中与偏振光相关的分子取向产生的非线性光学现象将会非常有用。     

光折变晶体中由2k反射光栅形成自泵浦相位共轭

本文给出在光折变晶体中通过受激二波混频形成自泵浦相位共轭的一种理论,在适当条件下,二波混频的耦合波方程可化为相位共轭光学中的一对耦合模方程,对于折射率光栅与条纹之间具有任意相移的光折变2k光栅,其反射的背向散射波的解是入射泵浦光的相位共轭波,产生自泵浦相位共轭的条件是背向波能最有效地吸取入射光束的功率,以至于背向散射光的强度处处等于人射光的光强;背向散射的种波应超过一定的阈值。     

夹层嵌入式金属光栅偏振分束器的设计

为获得高性能的宽带偏振分束器,设计了夹层式金属光栅模型。应用遗传算法对光栅参数进行优化,设计出具有高消光比、宽带宽的偏振分束器。采用严格耦合波理论对其性能进行分析研究。模拟结果表明,该模型在波长范围900nm~1200nm之间,入射角-30°~30°,具有优良的偏振分束效果,衍射效率可达到95%以上。TE波反射效率和TM波透射效率最高分别可达到96.8%和97.5%,结构模型消光比高,TE波的反射消光比和TM波的透射消光比分别可达到37dB和33dB,该光栅结构简单紧凑,制作灵活且性能稳定。     

透射型亚波长二元闪耀光栅的数值模拟与分析

使用OptiFDTD对透射型亚波长二元闪耀光栅的透射场进行了数值模拟;使用FFT方法对电磁场分量进行分析,得到其各个级次的能量分布,进而分析了亚波长结构二元光栅的各个参数对衍射性能的影响。分析结果证实:透射型亚波长二元闪耀光栅可将正入射的TE波闪耀到 1级,且等分数对衍射角影响很小。给定波长,其设计主要由光栅周期、光栅材料折射率和等分数这3个参数决定。     

快速调节入射光垂直于光栅平面的方法

利用分光计和光栅测量光波波长(或光栅常数)的实验中,通常采用“垂直入射法”。实验时调节入射光使之与光栅平面垂直是最关键、最困难的步骤,往往由于入射光未能严格垂直入射光栅平面而使实验精度不高,文章通过理论分析提出了一种新的方法,用该方法可以快速调节平行光垂直于光栅平面。实验表明:用该方法所得到的实验结果相对误差在0.1%以下,大大高于传统方法的测量精度。     

BSO晶体((11) 0)切面的二波耦合增益

考虑了压电和弹光效应对光波耦合的影响,在BSO晶体的((11) 0)切面上,处理了矢量二波耦合问题,分别计算了入射光偏振态平行和垂直于入射面情况下的信号光的增益系数,得到了增益系数随光栅取向变化的函数关系.     

BSO晶体(■■0)切面的二波耦合增益

考虑了压电和弹光效应对光波耦合的影响,在BSO晶体的(1 1 0)切面上,处理了矢量二波耦合问题,分别计算了入射光偏振态平行和垂直于入射面情况下的信号光的增益系数,得到了增益系数随光栅取向变化的函数关系.