对称金属包覆光波导吸收传感器的研究

根据光波导导波层液体折射率随液体浓度不同而有所变化,从而研究了一种通过吸收测量而探测出光波导中液体浓度变化的传感器.分析了光波导吸收传感器的实验原理,并通过自行设计的这种双面金属包覆波导结构组成的传感系统进行了相关的实验,得到了不同浓度液体的光谱吸收特性曲线.实验结果表明,该传感器系统具有结构简单、成本低、易于加工、探测灵敏度高等优点.     

含缓冲层的四层平板波导的微扰分析

给出计算含缓冲层的四层平板波导传播常数与衰减系数的高阶微扰理论，导出了由三层平板波导传输特性计算含缓冲层四层平板波导传输特性的高阶近似解析公式。方法简便易行，且可求得较高精度的结果。     

GeSi／Si多量子阱光波导模特性分析和结构设计

根据普适于任意阱数方波折射率分布的多量子阱光波导模场分布函数和模特征方程,分析了以ＧｅＳｉ／Ｓｉ多量子阱为波导芯、Ｓｉ为覆盖层的光波导结构中锗含量、周期数、占空度、厚度、折射率分布等参量对光波导传播系数的影响．结合吸收特点,对波导探测器ＭＱＷ吸收层结构进行优化设计．     

三层任意幂次非线性平板光波导的均匀芯区场

因芯区和包层是非线性介电常数 (即ε～｜E｜δ)具有相同形式的光波导 ,经分析 ,发现在适当的光强下其芯区电场分布可以变为均匀场 .这种能够出现均匀芯区场分布的波导结构有 5种 ,而且强非线性的介质有利于在较低光功率下产生均匀的芯区场 .     

聚合物阵列波导光栅波分复用器的研究

利用甲基丙稀酸甲酯-甲基丙稀酸缩水甘油酯共聚物制作聚合物光波导，对聚合物阵列波导光栅波分复用器的原理、版图设计及制作工艺进行了研究。设计了聚合物阵列波导光栅的版图，并利用厚胶掩模和铝掩模两种工艺完成了聚合物阵列波导光栅光波导的制作。实验结果证明，与厚胶掩模相比，铝掩模具有较好工艺重复性，同时也更能实现设计所要求的参数。     

掩埋式光波导功分器折射率分布

用两步离子交换法制备的Tl -Na 离子交换玻璃波导,比Ag ,Li ,K 等离子制备的光波导更具优越性,避免了这些离子的不足之处,其折射率差可达0.26。在温度低于玻璃转变温度时,这些波导具有良好的热稳定性。Tl -Na 离子半径巨大差异而产生的应力,离子的极化以及克分子体积导致了折射率的变化。本实验用雅敏干涉仪来测量实验所得的折射率分布,本文详细描述了Tl -Na 进行离子交换来制作光波导的实验过程,并通过布格尔定律和激光特性得到光波导的折射率理论分布。最后,根据实验所得数据,以及对折射率分布有影响因素的研究,很好地解释了折射率分布的实验结果,提出的离子交换机理可很好地解释折射率分布。     

波导芯层折射率不同的定向耦合器研究

利用耦合理论研究了芯层折射率不同的定向耦合器的耦合特性,得到了其耦合波方程的通解.给出了不同入射条件下波导耦合引起的光场功率和相位的变化特性,并与通常理论研究的等芯层折射率的结果进行了比较.特别指出,等芯层折射率的光波导耦合特性是本文所研究耦合特性的特例,对于芯层折射率不同的双波导定向耦合器,当光从折射率较大的波导入射时,两波导中的光场功率存在着周期性的不完全交换,芯层折射率较大的波导相对于另一波导的相位差有起伏地反向增大,而等芯层折射率时两波导间有周期性的完全功率交换,光场间相位差为π/2;当等强度光从两个波导入射时,光在两波导传输过程中存在功率交换,芯层折射率较大的波导相对于另一波导的相位差有起伏地增大,而等芯层折射率时两波导间没有功率交换,光场等振幅、等相位传播.     

非线性光波导特性及其应用

从理论和实验两个方面,综述了国内外非线性光波导的研究,介绍了非线性光波的研究中比较重要的特性,并介绍了非线性光波导的应用,最后对非线性光波导中的相位匹配技术做了介绍,比较了各自的优缺点。     

条形波导的三维标量FDTD法分析

发展了一种实用的对条形结构波导中光的传输特性进行模拟计算的三维标量时域有限差分(FDTD)数值计算方法,并对在电吸收调制器条形波导中的光场分布进行数值模拟计算,得到了在条形波导中光传输方向上不同横截面上的光场分布形式,这些光场分布是由波导中不同模式场叠加形成的,反映了波导中多模干涉的现象.数值模拟计算的结果与实验测试结果相一致,证明了这种三维标量FDTD法应用于条形光波导结构分析的有效性.此方法具有掌握容易,计算分析简便等优点,适用于条形结构波导的设计、模拟和特性分析.     

硅基PMMA/SiO2-ZrO2有机-无机复合光波导的制备研究

构建了一种硅基PMMA/SiO2-ZrO2有机-无机复合光波导结构,采用溶胶-凝胶法在硅基底上制备厚度约17μm的PMMA薄膜作为包层材料,在硅基PMMA上制备了具有紫外感光性的SiO2-ZrO2基有机-无机复合芯层薄膜.测得PMMA和SiO2-ZrO2基复合薄膜在光纤常用通讯窗口0.85,1.31,1.55μm波长附近的折射率差比δ分别为4.81%,4.55%,4.50%.利用芯层材料自身的感光性,结合紫外辐照技术,制备了硅基PMMA/SiO2-ZrO2基有机-无机复合光波导阵列图形,其最小宽度约25μm,厚度约5μm,图形规整、边缘清晰.通光实验表明该波导能够将波长1.53~1.55μm的光限制在波导内,实现光的传输和分束.     

导光板散射网点密度设计与研究

为了获得更好的光学均匀度,提高液晶显示器的亮度和色度,研究了导光板双边入光时散射网点密度对导光板出光面光学均匀度的影响。首先分析了导光板在液晶显示器中的工作原理。进一步通过理论分析得出,导光板散射网点的密度随着与光源距离的增大而增大。使用TracePro软件模拟了当网点密度从导光板中心位置向两边递减时的导光板出光面的光学辐照度,模拟得出的结果与理论分析一致。实验结果表明,导光板出光面的亮度最大值为5729cd/m2,最小值为4729cd/m2,光学均匀度为82.54%。通过对导光板散射网点密度的研究,为以后导光板的发展提供了理论基础。     

光导光度吸光度表达式的简化与应用

考虑各类分光光度计的工作特点,在线状入射光束条件下,从简推导了光导吸收池中按子午线全反射导光时吸光度A的积分表达式,并采用数值积分法计算了A对摩尔吸光系数和浓度的乘积ac、吸收池的长度b以及溶剂的表观散射系数β之间的依赖关系。结果表明,光导吸收池的A仍和c及b有线性响应关系。这为光导吸收池与普通分光光度计配套使用提供了理论依据。     

淀山湖湖水中太阳辐射能的分布

照射在湖面上的光,由于反射作用和散射作用,不能全部进入水中.进入水中的光也由于吸收作用,随着深度的增加很快地衰减,其衰减的程度因消光系数不同而有很大差异.湖水的消光系数是湖水本身和水中悬浮颗粒,特别是溶于水中的有色物质的吸收作用的总和.通过试验建立了淀山湖水光能衰减的计算公式,式中的变量系数因水面光强和湖水透明度变化而不同,并建立了计算变量系数的经验公式.用公式计算得到的水中太阳能的分布与实际测量的结果,没有发现显著的差异.     

淀山湖湖水中太阳辐射能的分布

照射在湖面上的光,由于反射作用和散射作用,不能全部进入水中。进入水中的光也由于吸收作用,随着深度的增加很快地衰减,其衰减的程度因消光系数不同而有很大差异。湖水的消光系数是湖水本身和水中悬浮颗粒,特别是溶于水中的有色物质的吸收作用的总和。通过试验建立了淀山湖水光能衰减的计算公式,式中的变量系数因水面光强和湖水透明度变化而不同,并建立了计算变量系数的经验公式。用公式计算得到的水中太阳能的分布与实际测量的结果,没有发现显著的差异。     

双层压电板的180°畴中传播的SH型电声表面波研究

本文从一般的压电方程出发,给出了在双层压电板的180°畴中传播的SH型电声表面波波解,着重讨论了两层的厚度相等时的情况,并给出了其色散关系及波场的空间分布.理论分析和实验测试均表明等厚双层压电板与铁电畴层波波导具有相似的传输特性,且更有利于低频信号的传输.     

波导铁氧体移相器和鳍线铁氧体隔离器的匹配设计和实验研究(英文)

E面电介质片或铁氧体片加载结构是波导铁氧体器件(例如移相器和鳍线隔离器)的一种常见结构。本文发展了E面部分加载器件的一种等效理论。E面加载结构可等效成充满均匀等效电介质的波导管。给出有关填充因子、有效介电常数、约化波阻抗和约化波导波长的理论公式。进行了波导铁氧体移相器和鳍线铁氧体隔离器的匹配设计。X波段的实验研究表明,在10％频宽内,VSWR<1.25(波导移相器)和1.5(鳍线隔离器)是能够实现的。设计与实验有良好一致。     

基于动态光散射法测量量子点粒径的实验方法

动态光散射技术是进行纳米及亚微米颗粒粒径测量的一种有效方法.通过对量子点特性和动态光散射系统的分析,提出了一种基于动态光散射测量量子点粒径的实验方法,构建实验装置并进行测量与分析.通过CONTIN算法反演量子点粒径,并与电子显微镜和粒径公式得到的粒径数据进行比较,证明动态光散射法是测量量子点粒径的一种有效的方法,为量子点光学特性的快速分析提供了一种新的途径.     

Spatial separation of spectrum inside the tapered metamaterial optical waveguide

In this work,the optical metamaterials based on silver dendritic cells are prepared by electrochemical deposition,and its transmission and focusing behaviors are investigated.The experimental results show that the optical metamaterials reveal a multiple pass-band transmission spectrum and a prominent focusing effect at the wavelength corresponding to the maximum transmission coefficient.Two optical metamaterial samples are combined into a tapered optical waveguide,and the spectra of transmitted light at the surface of the tapered optical waveguide is measured by using the fiber spectrometer along the light propagation direction.The results demonstrate that each frequency component of the wave packet is stopped at a different waveguide thickness,leading to the spatial separation of its spectrum.The spatial separation of spectrum can be effectively tuned by adjusting the inclination of the tapered optical waveguide,which can be used for storing photons and slow-light research.     

温敏型碳点的新法合成

用柠檬酸和聚乙二醇200为原料,通过微波法制成了碳点溶液,利用IR、XRD、UV、TEM、激光动态光散射和荧光分光光度计进行了表征.实验结果表明,该法制备的碳点近似球形,粒径约为5nm,分散均匀,无团聚现象,在363nm的最佳激发波长处,发射波长为418nm.随着所制得的碳点溶液温度的升高,发射峰位置不发生移动,而荧光强度呈十分显著的下降趋势,并且温度与荧光强度呈较好的线性关系,R2=0.9895.这种对温度敏感的碳点,有望用于温敏碳点荧光材料显示与测量表面温度的装置中.     

Controlling cavity reflectivity with a single quantum dot

Solid-state cavity quantum electrodynamics (QED) systems offer a robust and scalable platform for quantum optics experiments and the development of quantum information processing devices. In particular, systems based on photonic crystal nanocavities and semiconductor quantum dots have seen rapid progress. Recent experiments have allowed the observation of weak and strong coupling regimes of interaction between the photonic crystal cavity and a single quantum dot in photoluminescence. In the weak coupling regime, the quantum dot radiative lifetime is modified; in the strong coupling regime, the coupled quantum dot also modifies the cavity spectrum. Several proposals for scalable quantum information networks and quantum computation rely on direct probing of the cavity-quantum dot coupling, by means of resonant light scattering from strongly or weakly coupled quantum dots. Such experiments have recently been performed in atomic systems and superconducting circuit QED systems, but not in solid-state quantum dot-cavity QED systems. Here we present experimental evidence that this interaction can be probed in solid-state systems, and show that, as expected from theory, the quantum dot strongly modifies the cavity transmission and reflection spectra. We show that when the quantum dot is coupled to the cavity, photons that are resonant with its transition are prohibited from entering the cavity. We observe this effect as the quantum dot is tuned through the cavity and the coupling strength between them changes. At high intensity of the probe beam, we observe rapid saturation of the transmission dip. These measurements provide both a method for probing the cavity-quantum dot system and a step towards the realization of quantum devices based on coherent light scattering and large optical nonlinearities from quantum dots in photonic crystal cavities.