PBG光子晶体光纤中空气导光条件的研究

应用平面波法分析了带隙效应导引光子晶体光纤(Photonicbandgapguidingfibers,PBG PCFs)中实现空气通道导光必须满足的条件,计算机仿真了蜂窝和三角形两种不同结构的PBG PCFs的空气导光性能。计算结果表明,要实现空气导光,空气孔直径与周期的比值d/Λ必须大于某一特定值:对于蜂窝结构该比值为0.84,而对于三角形结构该比值为0.59;在特定的d/Λ下,空气导光的波长范围随Λ可变。     

硅基一维光子晶体微腔光发射特性的调制

利用一维光子晶体带隙结构对光发射特性进行调制，采用掺杂光子晶体微腔限制电磁场从而控制材料中的光传输。采用不同组分的氢化非晶氮化硅（a-SiNx：H）薄膜作为介质层和发光层，由等离子体化学气相淀积（PECVD）方法制备出一维全a-SiNx：H光子晶体微腔。观察到微腔对于发光层a-SiNx：H薄膜光致荧光显著的调制作用，发光峰的半高宽从原始的208nm强烈的窄化为11nm，峰值强度提高了2个数量级。品质因子为69。通过透射谱测量，清晰地观察到710nm处的谐振峰出现在一维光子晶体带隙中，进一步证实了微腔的选模特性。     

考虑损耗时拉曼放大泵浦光的偏振效应

利用高非线性和较大吸收损耗的光子晶体光纤制作光纤拉曼放大器,是当前的一种趋势,这导致泵浦光非线性旋转效应明显增强.本文在考虑吸收损耗条件下,研究了泵浦光的非线性旋转问题,首次得出了连续光条件下的解析解.结果表明,输入线偏振光与圆偏振光都不会产生非线性旋转,只有椭圆偏振光才有非线性旋转.旋转是绕着邦加球的纬线进行,s_3保持不变.随着吸收损耗的增加,有效长度变小,相对的旋转速度变慢.这表明,如果光纤对于泵浦光的吸收越强,越有利于拉曼放大.     

“第六届全国光予学学术会议”征文

全国光子学学术会议将于2008年10月在重庆市举行。本次会议征文内容如下。专题1：微纳米光子学和集成光子器件微纳米光子技术与器件,微小光学与纳米光学的新思想、新进展．量子级联与超晶格技术与器件,光子晶体与微结构光纤,硅纳米光子学,集成光学新技术与新器件,集成光子技术与器件。     

象操控电子那样操控光--光子晶体的由来和发展

光子是极具潜力的信息载体。由电子在介质中的定态薛定谔方程和光在介质中变形麦克斯韦方程具有相同形式可知，在折射率周期性变化的材料中光子应呈现出类似电子在半导体中的能带结构。采用机械打孔法、胶体法、液晶法、“刻蚀”法等能够制备出满足一定光频段的光子晶体材料，这些材料都展现了广阔的技术开发前景。     

光响应调控的SiO_2反蛋白石光子晶体

利用牺牲模板法制备了SiO2反蛋白石型光子晶体,用扫描电子显微镜对其表面形貌及其厚度进行了表征;并在其孔隙中填充了具有光响应的有机染料分子螺吡喃衍生物,通过紫外-可见反射光谱监测了光诱导下染料分子构型转变过程中光子晶体光子禁带的变化。结果表明在不同波长的光照下,最大反射波长处的反射率可以进行可逆地控制,并实现了光诱导下对染料分子荧光的调控。     

光子晶体耦合腔波导中的慢光特性研究

研究了二维光子晶体耦合腔波导的慢光传输特性.利用平面波展开法分析不同结构的耦合腔波导的色散曲线.分析发现,光子晶体耦合腔波导的慢光特性与点缺陷微腔的几何尺寸有关.通过调制点缺陷的半径可以改变慢光导模的中心频率.另外发现,点缺陷微腔间距也是影响耦合腔波导慢光特性的重要参数.增大距离n,零色散点导模的群速度明显下降,可以获得群速度为0.005c的慢光模式,而导模的中心频率变化不大.该分析结果为设计不同要求的慢光波导结构提供重要参考.     

二维光子晶体三角晶格光控开关的设计

我们准备一个复合腔模型：由两腔和一个连接波导组成,来研究在空气孔型光子晶体的光学双稳态开关时域藕荷模理论。开关行为来自连接波导的非线性,这不同于来自杆的缺陷腔的非线性的杆型光子晶体。利用理论分析：二维空气孔式三角形光子晶体双稳态光学开关是模型,开关特性也通过使用时域的有限差分方法研究。     

光的相干条件

较详细地理论上讨论了光的相干条件，包括必要条件，补充条件，时间相干性和空间相干性。     

孤子脉冲在光子晶体光纤中的传播特性研究

根据光脉冲在光子晶体光纤中传播的非线性薛定谔方程,分析了孤子传播基本原理,给出了光脉冲在光子晶体光纤中色散和非线性效应的表达式,对非线性薛定谔方程进行归一化处理并求解,获得光子晶体光纤中基态孤子解.在远大于光纤零色散波长区域,使色散和非线性效应达到平衡,在光子晶体光纤中就可以得到稳定的光学孤子.光子晶体光纤中产生的孤子可以作为光孤子通信的载波,是光子晶体光纤中高次谐波产生的泵浦源.     

光子噪声受限的波前传感器的实验研究

以自适应塑远镜技术中应用最广的哈特曼(Hartmsnn)型波前传感器为例,利用光子计数技术对单孔径望远镜在光子噪声受限条件下所能探测到的目标星等极限、探测灵敏度极限以及探测速率极限等基本问题作了实验和理论研究。结果表明,利用文中所述的刀口式哈特曼波前传感器,在光子噪声受限条件下,在1ms探测时间内,在波前误差探测灵敏度为十分之一波长的情况下,可探测到八等星目标。为了在光子计数技术基础上准确标定实验目标的星等,研究分析了进入波前传感器的光通量与探测到的对应光电子通量之间的关系,给出了计算模式、计算机模拟结果和实验结果。     

6-光子激光的Sub-Poisson光子统计增强

本利用量子电动力学理论，首次对6—光子Jaynes-Cummings模型中单模强激光场的稳态Sub-Poisson光子统计特性进行了详细研究．结果表明：在窄带泵浦共振相互作用条件下，当激光系统在高增益、低损耗状态下工作时，光场将呈现出深度且完全恒定的Sub-Poisson光子统计．与献[6—9]的结果相比，6-光子激光其光场Sub-Poisson光子统计的程度增强．     

多光楔板制作大面积光折变光子微结构

提出了一种制作大面积光子微结构的简便方法,利用多光楔板产生大面积的多光束干涉,在光折变晶体中制作出了大面积的周期性光子微结构和准周期性的光子准晶微结构。该方法简便易行,系统稳定性好,无须复杂的调节装置,制作效率高。使用导波强度图像、远场衍射图样、布里渊区光谱成像等方法对制作的大面积光子微结构进行了验证和分析。设计不同的多光楔板,可以制作出多种更复杂的大面积光子微结构。通过适当的处理,制作的大面积光子微结构可以长久地固定在光折变晶体中,也可以擦除后用于制作新的结构,这在集成光学和微纳光子器件领域具有良好的应用前景。     

光子晶体在导波光学中的应用

光子晶体被称为光信息时代的＂半导体＂。由于光子晶体特殊的性质,有新物理前景,更有应用前景,国内外目前越来越多的研究人员进入这个研究领域。本文论述了光子晶体对于导波光学的重要的作用和深远的意义,以及应用前景。     

基于提高MEMS器件光取出率的环形光子晶体结构设计

光子晶体在通信、激光以及光子集成等方面有着广泛的应用前景。然而,由于传统圆形光子晶体微腔是一种形成偏振的结构,不能高效兼顾TE和TM电磁波,使其应用受到了限制。微机电系统MEMS由于其微小尺寸的限制,较难提高涉及到光学器件的光取出率。因此我们将光子晶体和光学微机电系统器件相结合,运用FDTD的方法,设计了一种无偏振环形光子晶体的结构,能够兼顾TE和TM电磁波,提高器件光取出率。经过结构优化,当环形光子晶体的周期在a=560 nm、内半径r=249 nm、外半径R=271 nm以及厚度d=410 nm时,发现在波长1 310 nm处存在光子禁带。成功实现了光子晶体表面在低损通信信道的共振,从理论上扩展了光学MEMS器件的应用范围。     

光子晶体中紫外波段的异常透射

采用时域有限差分法(FDTD)对三种不同材料(金属Al、半导体Ga₂O₃和绝缘体SiO₂)的矩型结构光子晶体进行了模拟计算,研究空气柱孔径变化对光子晶体光学传输特性及带隙宽度的影响。数值计算结果表明,晶格常数不变,空气柱孔径增大时,三种材料光子晶体在紫外光区及可见光区的透过率增大,反射率减小。Al光子晶体的孔径增大时,可见光区禁带宽度减小;Ga₂O₃光子晶体孔径增大时,禁带宽度增大;SiO₂的TE模和TM模光子禁带较宽,孔径增大,禁带宽度亦增大。三种材料光子晶体带隙的波长范围几乎都处于可见光波段,进入紫外光波段的波长范围很短。     

HERA光生过程中的强子与光子产生

本文讨论了ＨＥＲＡ光生过程中的强子和光子产生问题，在ＱＣＤ领头级近似之下计算了单、双光子的产生截面。结果表明：在低ｘｉ情况下，分解过程的贡献很重要，不应当把分解过程看作直接过程的高阶修正，而应当把它视为独立的过程进行研究，因此， 光生过程来研究夸克、胶子的强子和光子碎裂函数，以及研究质子和光子的部分子分布函数是可行的。