棱镜波导耦合中分波的位相分析

本文从棱镜,薄膜波导耦合的分层介质图象出发,对各分波的位相作了正确的描述,基于射线光学原理进行演绎,得出了关于分波反射系数和透射系数的简洁明了的表达式并由此出发对于弱耦合和非弱耦合条件下的能量传输关系作了讨论。本文还给出了对棱镜中反射和透射分波B_3″和B′_3位相相反的证明的思路。     

一种测量透明薄膜折射率的方法

用一个三棱镜把光耦合到被测量透明薄膜上;由另一个三棱镜把光耦合出来。当光束在与被测量薄膜的界面刚好发生全反射,由棱镜２耦合出的光突然消失。这时光束进入被测量薄膜的入射角为临界角。测出入射棱镜的入射角,从而求出该薄膜相对不论的临界角,由此而求出该透明薄膜的折射率。     

各向异性异质材料中的Goos-Hnchen位移研究

对单轴各向异性材料中的负折射进行了讨论,并对具有负折射率的准左手介质(NI-QLHM)表面的古斯-汉森位移进行了详细的理论研究,给出了横电(TE)波和横磁(TM)波入射时的古斯-汉森位移d和穿透深度dz的表达式.对TE入射波的情况进行了数值模拟,结果显示,在μz0的情况下,频率ω分布在4~6GHz之间时,各向异性材料为NI-QLHM.而磁导率分量|μz|越小,在NI-QLHM频率区域越容易实现全反射;随着频率的增加,临界角减小,从而发生全反射的入射角的范围增加,同时也将导致准左手化材料的有效折射率减小.结果还显示,对于同一个入射角,随着频率ω的增加,古斯-汉森位移减小,即随着折射率n的减小,古斯-汉森位移减小.而穿透深度dz与古斯-汉森位移d相对应,穿透深度越大,古斯-汉森位移也越大.     

一种输出无衍射光束的金属环状波导激光器的光场特性

介绍一种输出无衍射光束的金属环状波导激光器,以横向电(TE)模为例详细分析了金属环状波导谐振腔内的电磁场分布,耦合损耗,输出光束近、远场特性.通过几何光学分析了产生无衍射光的原理,计算了无衍射光的相关参数.由衍射积分理论分析和模拟了输出光束的光强分布特性,所得分析结果与几何光学分析是一致的.结果表明,该器件能够输出无衍射光束.     

消失态与Goos-H(a)inchen位移研究

假定媒质1中有一个光束以入射角0.向两媒质组成的界面入射,而界面两侧的媒质折射率为,n1、n2(n1>n2),入射角大于临界角即θ1>θ2 ;那么几何光学预期将发生全反射.但在实际上,光束进入了媒质2并在与界面平行方向前行一段距离,然后才返回媒质1.反射光束的令人惊奇的平移于1947年由Coos和H(a)nchen测出.在媒质2中,波由两个渡数所描述--与界面平行方向k11=kon1sinθ1,与界面垂直方向的虚波数k⊥=jko√n21sin2θ1-n22;而在垂直方向波呈指数式下降,即消失态.本文对消失态与GH位移作原理性研究,特别关注双界面问题.正如人们后来所知,部分反射时在入射波束与反射波束之间也有位移.然而,关于GH位移的精确理论至今尚不存在,实验研究变得重要了.例如,关于GHS谐振.关于反向GH位移,关于负群延时等等,均有待作进一步研究.     

利用光学天线阵列耦合光波进入硅波导

在光学集成中,光信号从自由空间中耦合进入波导具有重要意义。利用光学天线将自由空间中的平面波耦合到波导的基模中。对称偶极子光学天线阵列有利于Si波导基模的激发,根据波导模场特性,设计偶极子对称天线实现耦合功能。为高效激发波导基模和提高耦合效率,利用时域有限差分(FDTD)方法分析Si波导的基模模场,对天线阵列结构进行优化,实现高效耦合。     

基于高斯光束的绝缘体上硅平面光波导的耦合效率研究

利用梯度折射率(GRIN)介质对高斯光束在出射端面聚焦的特性,研究了对称GRIN介质中单模SOI平面波导的耦合效率特性。对于同一入射波长而言,TM波的耦合效率较大;对于1 550 nm的通信波长而言,使TE和TM偏振光的耦合效率恰好相同的最佳耦合条件为α=0.25μm-1,Δx=0,θ=0°,且耦合效率均为84.1%。     

Logistic曲线拟合与预测在我国旅游市场中的应用

讨论了外加驱动场和原子介质自发辐射量子相干来调控固定腔中四能级原子介质的古斯-汉欣位移.研究表明,原子介质的自发辐射量子相干对古斯-汉欣位移的影响较大,在具有一定强度的自发辐射量子相干时,外加驱动场的强度和失谐对透射光和反射光的古斯-汉欣位移调控最为明显,可以实现大的古斯-汉欣位移.     

量子绝热捷径技术在三波导耦合器设计中的应用

通过将量子无摩擦动力学与绝热消除结合实现了量子绝热捷径技术在光波导耦合器中的设计.为了使该方案更实际可行,引入了幺正变换,以便对波导的宽度以及相邻波导之间的间距进行设计,并利用光束传播法对三波导耦合器进行模拟验证.模拟结果表明,相比于绝热耦合,利用绝热捷径设计的耦合器可以在传输长度缩短4倍的情况下实现能量的有效耦合.该方案可适用于量子信息处理和集成光学领域.     

基于高斯光束的SOI平面光波导的耦合效率研究

利用GRIN介质对高斯光束在出射端面聚焦的特性,研究了对称GRIN介质中单模SOI平面波导的耦合效率特性。对于同一入射波长而言,TM波的耦合效率较大;对于1550nm的通信波长而言,使TE和TM偏振光的耦合效率恰好相同的最佳耦合条件为α＝0.25μm-1,Δx＝0,θ＝0?,且耦合效率均为84.1%。     

Control of the Goos-H(a)nchen shifts via quantum spontaneously generated coherence

讨论了外加驱动场和原子介质自发辐射量子相干来调控同定腔中四能级原子介质的古斯-汉欣位移.研究表明,原子介质的自发辐射量子相干对古斯-汉欣位移的影响较大,在具有一定强度的自发辐射量子相干时,外加驱动场的强度和失谐对透射光和反射光的古斯-汉欣位移调控最为明显,可以实现大的古斯-汉欣位移.     

古斯—汉欣位移的自发辐射量子相干调控

讨论了外加驱动场和原子介质自发辐射量子相干来调控固定腔中四能级原子介质的古斯-汉欣位移. 研究表明,原子介质的自发辐射量子相干对古斯-汉欣位移的影响较大,在具有一定强度的自发辐射量子相干时,外加驱动场的强度和失谐对透射光和反射光的古斯－汉欣位移调控最为明显,可以实现大的古斯-汉欣位移.     

集成光学简介

一、前言集成光学研究集成光路的各种器件,并开把它们联接起来,构成微型化的集合体,以及研究其应用。就好像集成电路一样,不过它更复杂、加工更精致罢了。集成光路主要包括两大类元件: 第一类为无源器件——不改变激光束性质的器件,如光波导、薄膜透镜、薄膜棱镜、耦合器、反射器、滤波器等。     

无衍射J0光束的理论分析

由同一锥面上的平面波叠加,给出无衍射第一类零阶贝塞尔光束(无衍射J0光束)的解.利用衍射积分理论,导出平面波通过轴棱锥后的光场分布.数值模拟轴上光强和横截面光强的分布,结果证明无衍射光束的最大准直距离的模拟结果与几何光学近似完全吻合.同时,讨论光束半径和轴棱锥棱角对最大准直距离的影响.     

平板光波导的非线性耦合

给出两个非线性平板波导耦合成的定向耦合器 ,给出当两波导间的间隙 (耦合区 )为克尔型非线性介质时耦合系数与导波功率的关系的计算公式 .给出了耦合区为自聚焦介质及自散焦介质两种情况的计算实例 ,并对计算结果进行了讨论     

2维光子晶体波导结构的耦合特性研究

利用有限时域差分法对2维3角晶格空气缺陷及介质柱缺陷波导结构的传输特性进行研究,讨论了耦合长度和耦合间距对空气缺陷波导、缺陷介质柱半径大小等对介质柱缺陷波导耦合性能的影响.结果显示:(1)耦合长度越长、耦合间距越小,空气缺陷波导的耦合性能就越好,适当调节耦合长度和耦合间距可得到任意分光比的光耦合器;(2)缺陷介质柱的半径ra＜0.1a时,随着ra的增大耦合作用明显减弱,但在0.325～0.344(a/λ)范围内,耦合波导和直接波导的透过率比值基本保持为1:1,这对于功率分配器的研究具有一定参考价值.     

基于有限元方法的方向耦合器分析

重点研究了方向耦舍器的模场分布特性.给出方向耦合器的结构模型,用有限元方法进行数值求解,得到耦合器的奇模场和偶模场的分布特征;同时也得到功率分配沿波导长度的变化曲线和耦合长度随着不同波导中心间隔的变化情况.     

光的全反射与光学倏逝波

本文利用菲涅耳公式解释了全反射现象。在光束经受全反射时来讨论透射光束,则得出倏逝波的波方程,并进一步研究指出倏逝波只存在于光疏介质表面薄层中,沿界面传播的距离也只能是很短的路程。     

波导薄膜折射率测量方法研究

本文讨论了四种测量波导薄膜的有效方法,对各种测量方法作了分析研究,并着重对棱镜耦合法进行了实验研究。     

关于古斯-汉申位移的探讨

上世纪四十年代,古斯(Goos)和汉申(Hanchen)两位物理学家发现,光速在两种界面上发生全反射时,反射点在相对于入射点在相位上有一突变,而反射光线相对于入射光线在空间上有一段距离。这一现象被称为:古斯-汉申位移(Goos-Hanchen shift)。另外,光束在两种界面上发生全反射时,入射波的能量不是在界面处立即反射的,而是穿透到另一介质一定深度后逐渐反射的,而且在此深度内能量流还沿界面切向传播了一个波长数量级的距离。人们把这样一种波称为隐失波。再次,掠入射时,光从光疏介质到光密介质时反射光有半波损失,而从光密介质到光疏介质时反射光无半波损失,在任何情况下透射光都没有半波损失。以上各种现象表明对于光量子仍有一些性质不为我们所掌握。