一维光子晶体的光子禁带结及其计算

本文提出了一种利用转移矩阵来计算一维光子晶体的光子禁带结构的新方法，并讨论光子晶体的光子禁带位置，禁带宽度和结构与构成光子晶体的材料厚度，折射率之间的相互关系．     

一维光子晶体镜像缺陷的模式特性研究

通过传输矩阵方法计算了一种新缺陷模式——镜像缺陷光子晶体的带隙结构,结果表明该结构具有优越的窄带滤波性能;如果在该基本模型两端均加入相同折射率且与基本结构单元光学厚度相同的介质时,其带隙结构则出现多通道滤波性能;当两端加入的介质折射率不同,光学厚度与基本结构单元的光学厚度相同时,可得到0～2000nm大范围的禁带结构,具有全波段宽带阻波作用,这是设计优异理想宽带阻波一直所希望应具备的性能。     

一维光子晶体禁带的特性与加宽

分析了一维光子晶体禁带的特性,讨论了影响一维光子晶体相对带宽的主要因素.在此基础上,以两个晶体的叠加为例,对扩展一维光子晶体的相对带宽作了进一步的讨论,对光子晶体在可见光波段的应用进行了更好的探索,为设计制造一维光子晶体提供了一种较好的办法.     

一维光子晶体滤波器滤波性能的影响因素研究

利用光学传输矩阵法研究了一维光子晶体滤波器滤波性能的影响因素,研究结果表明:光子晶体单元周期数对滤波器品质因数和滤波波长透过率均有重要影响,是光子晶体滤波器设计的关键因素;光子晶体单元厚度增加将使滤波波长红移,与光子晶体禁带中心波长并不重合,禁带中心波长相对于滤波波长蓝移;入射波角度对滤波性能也有影响,随入射角增大,滤波波长的透过率逐渐增大,垂直入射时达最大值.     

含左手介质双缺陷态的一维光子晶体窄带双频滤波器

提出了一种具有双缺陷态特性的一维光子晶体结构,用左手介质作缺陷态材料,并且用光学传输矩阵法分析了这种结构的传输特性.仿真结果表明,在这种光子晶体的光子禁带上会出现两个极窄的穿透窗口,而禁带内的频段几乎无法通过,通过改变晶体的膜层周期数,该窗口频段的透射率最高可以超过98.6%.同时,该结构的透射率可以通过改变介质层周期数和负折射率值大小而调节.这种结构的光子晶体非常适合制作双频段的超窄带滤波器,并且有望在未来高速光通讯中得到应用.     

一维光子晶体禁带的特点及增宽

用光学导纳特征矩阵方法研究了光波在一维光子晶体中的传播，分析了光子禁带的特点及其一维光子晶体结构的关系，指出了增宽光子禁带的几种可行的方法。     

一维三元光子晶体的吸收特性

利用特征矩阵描述了光波在三元光子晶体中的传播,得出了光子晶体的能带特性,即：反射波和透射波中均出现光子禁带。在光子晶体材料介质中考虑吸收,分析了吸收对光子晶体能带的影响,发现随着吸收系数的增大,禁带反射率逐渐减小,一级禁带向二级禁带的过渡变得平缓;同时,禁带透射率迅速降低,禁带宽度逐渐增大,边缘变得模糊直到消失,且吸收系数对透射率的影响较反射率的影响要大。     

一维光子晶体的缺陷模

从传输矩阵出发,详细推导了一维光子晶体的缺陷模,得出了光子晶体的缺陷模位置、数目和组成光子晶体缺陷层的光学厚度,缺陷层数目的关系。     

影响一维光子晶体禁带性能的常见因素

运用传输矩阵法理论和MATLAB软件编程计算模拟相结合的方法,以实例说明和分析影响一维光子晶体禁带性能的常见因素,为一维光子晶体研究和设计提供参考.     

具有缺陷态的二维光子晶体通讯波长滤波器的结构优化设计

采用平面波展开法分别模拟设计了理想和带有点缺陷与线缺陷的二维光子晶体能带结构;进一步构建具有点缺陷和线缺陷联合结构滤波器,通过改变介质折射率、介质柱半径和背景材料折射率,使点缺陷的滤波中心波长处于光子晶体禁带中的1.31和1.55μm两个主要通迅波长.同时,采用时域有限差分算法模拟滤波器的传播和滤波频谱特性,结果显示,该结构滤波器的滤波频谱中心波长刚好分别位于1.31和1.55μm,透射峰尖锐,显现出优良的滤波特性.     

基于光子晶体环形腔的滤波与分束器件设计

基于光子晶体环形腔与波导之间的共振耦合原理,设计了一款由环形缺陷和线缺陷组成的三端口二维三角晶格光子晶体双功能器件.运用平面波展开法和时域有限差分法分析了光波在器件结构中的传输特性,得到了传输特性曲线和光场分布,然后讨论了环形腔中心柱数量和疏密程度对输出端口透射率的影响.结果表明,通过调节环形腔中心介质柱的数量可进行选频,当环形腔中心柱数量为5时,器件可实现波长1.346,1.455 μm的滤波功能与波长1.414 μm的波束均分功能;根据中心柱水平和竖直方向的间距对透射率的影响规律,得到器件的最佳结构参数,以及器件的滤波与分束波长透射率.     

金涂覆光子晶体光纤偏振滤波器的特性分析

设计了一种基于表面等离子体共振的光子晶体光纤偏振滤波器.在空气孔中选择性金涂覆使表面等离子体模式与纤芯模式共振.利用有限元法分析了改变结构参数对滤波器性能的影响.数值模拟结果表明金薄膜厚度和空气孔直径能够优化表面等离子体模式及纤芯模式的共振峰位置和强度,在波长1.31μm 处x偏振方向的损耗到达740.5dB/cm,y偏振方向的损耗很低且x,y方向的损耗峰明显地被分开.利用这些特性设计出一种新型的工作在通信波段的光子晶体光纤偏振滤波器.     

光子晶体多路选择器的设计和仿真

以时域有限差分法(FDTD法)和介质波导定向耦合理论为基础,模拟了光在光子晶体耦合器中的传输情况:当耦合器长度为拍长的整数倍时,光经过耦合沿输入波导输出;当耦合器长度为半拍长的奇数倍时,光经过耦合后从另一波导输出.我们设计了一个四端口的光子晶体多路选择器,实现了将3种不同波长的光进行分离.同时还提出了通过光子晶体耦合器的耦合长度来计算光波传输的群速度的方法.     

一维光子晶体多缺陷耦合的多通道滤波

利用传输矩阵法研究了含有多个缺陷且缺陷等距分布的一维光子晶体的透射谱.通过计算一个由1/4波片堆组成5个缺陷的一维光子晶体的透射比,发现缺陷间的距离每增加1个周期,禁带中的5个透射峰均向中心波长靠近,且1号峰向长波方向移到距离增加前2号峰的波长处,5号峰向短波方向移动到距离增加前的4号峰波长处.通过镀膜工艺,制备了这种缺陷结构,并用MP-5000分光光度计对其特性进行了测量.结果表明,实验结果与理论结果一致.缺陷层之间距离与透射峰位置的对应关系,对于多通道滤波器设计具有参考价值.     

一维光子晶体本征模频率

利用传输矩阵法,严格推导出了一维光子晶体中的本征模频率方程,该本征模频率也就是缺陷模频率,它依赖于缺陷材料的光学常数、大小以及缺陷的类型;不同类型的缺陷会导致其相应的能级类型发生变化.     

光子晶体微腔研究进展

综述了最近光子晶体微腔研究方面的新进展，主要介绍了三种效果显著，代表性强的新方法：局域场微调法、辐射能量再循环法和模式匹配法．这些方法都能够显著地提高光子晶体微腔滤波器的品质因子，并对这一类型光子晶体器件的设计有相当的指导意义。     

基于粒子群算法的一维光子晶体滤波器性能优化

在一维光子晶体带隙内引入镜像缺陷,能够在特定位置形成一个尖锐的透射峰。为了获得1 550 nm中心波长处的窄带透射和高的品质因数,采用粒子群优化算法(PSO)对介质厚度进行优化,当介质层厚度d1=139 nm,d2=222 nm时,在1 550 nm波长处,获得0.95的透射率和135的品质因数。     

Design and Fabrication of Two Kinds of Photonic Crystal Fibers

As a new type optical fiber,because of its particular optical properties,photonic crystal fibers(PCFs) have attracted the academic and industrial field widespread attention.So,the researches about PCFs have made great progress in recent decade.In this paper,two kinds of PCFs constructions are numerically investigated and its leakage-loss properties are simulated.Based on the results of calculations,both the two types of PCFs are fabricated using glass capillary tube stacking.And the process of fiber drawing...     

一维光子晶体的禁带特性

利用传输矩阵法计算并分析了垂直入射下光子晶体的禁带特性. 给出一个实际需要的禁带范围设计方法. 通过调节两个介质折射率和厚度可控制禁带范围, 并探讨了当两种介质的光学厚度均为1/4中心波长时, 光子晶体透射谱与中心波长、 两种介质折射率比值等的变化规律.      

新型换流变压器谐波模型及其配套滤波装置设计

阐述了新型换流变压器及其滤波系统的接线方案和谐波抑制机理.建立了新型换流变压器谐波模型,分析计算了新型换流变压器各绕组的谐波电流分布,实验验证了该模型的正确性.对直流输电开发平台进行了滤波装置实例设计,仿真和实验结果基本一致.证明了新型换流变压器及其滤波系统原理正确,滤波效果好,平台参数选择合理,新系统具有良好的应用前景.