单模光纤—LiNbO3波导器件之间耦合损耗的研究

研究了单模光纤－波导之间的模场失配对光纤－波导对接耦合损耗的影响．实验测量了不同Ｔｉ膜宽度的ＬｉＮｂＯ＿３条波导的导模宽度和深度．适当选择波导制作参数可得到非常小的光纤－波导之间的耦合损耗．     

单模光纤的测量

本项研究完成了在短波长(0.82μm)处测量单模光纤的工作.长波长单模光纤在短波长处工作,存在单模色散与模间时延两种色散.本工作以频域与时域两方法完成了这两类色散的分离.测量结果表明,频域法与时域法基本一致.在0.82μm处的单模色散在85~130ps/km·nm之间.     

测量短拍长及具有不均匀性的单模光纤双折射的新方法

本文提出了一个根据输出光偏振椭圆度随光纤扭曲率的变化曲线上中心第一个峰点及其一个相邻谷点位置来求取光纤双折射的公式,讨论了具有非均匀双折射的光纤所对应的曲线的畸变.测试中采用一种新的消光法,使测量过程简单可靠.     

单模螺旋光纤的本地场

该文从波动方程出发,直接在本地坐标系(Serret-Frenet框架)中求解单模阶跃型折射率分布的圆形芯弱导螺旋光纤,应用微扰分析法得到了基模场分布和传播常数的解析表达式。结果表明:(1)单模螺旋光纤的基模是右旋和左旋圆偏振模;(2)螺旋光纤基模间的传播常数之差为2τ。这两个理论结果和已知的实验结果一致。     

考虑剪切效应时双模量梁弯曲变形的计算

推导出了双模量梁剪切弹性模量的表达式,采用材料力学原理证明了双模量梁中性轴位置与作用在梁上的横向外载荷无关.在考虑剪切变形的基础上,采用Timoshenko梁理论研究了双模量梁的弯曲变形问题,利用奇异函数得到了双模量梁在横向外载荷作用下的挠曲线通式.以双模量简支梁为例,给出了考虑剪切效应对双模量简支梁弯曲变形影响时的判别式,讨论分析了剪切效应对双模量简支梁弯曲变形的影响.     

单模光纤中有源分子的非弹性散射

利用有源分子的等效偶极子模型,基于模式场的矢量柱波函数展开及并矢格林函数方法.给出了嵌入在单模光纤内的有源分子的导波非弹性散射分析.得到了非弹性散射导模(HE₁₁)的散射系数的解析表达式和数值结果,并同时考虑了弹性与非弹性奇偶模之间的耦合问题.     

光纤陀螺中双折射调制噪声的实验观察与理论分析

本文对光纤陀螺中双折射调制噪声的性质进行了研究.在采用高双折射光纤的陀螺系统中,实验观察发现,双折射调制噪声对系统长期性能影响很大,特别在光纤环中偏振方位控制不理想的情况下,将使系统的长期零漂增大.此外,在信号检测频率处,发现双折射调制产生的噪声与Sagnac信号有确定的π/2相位差.本文建立在Jones表述基础上的理论分析,为解释和消除此噪声对系统性能的影响提供了依据,给出了与实验完全一致的结果.最后,根据这些结果,对消除双折射调制噪声对系统性能影响的方法进行了讨论.     

基于零折射率材料的弯曲声学波导

设计了一种具有零折射率效应的三维声子晶体,该声子晶体的有效密度和倒体积模量在类狄拉克频率附近均趋近零,声波的有效速度接近于无限大,波长远大于所通过结构的尺度,声波可以完美地穿过声子晶体且不会改变其传输特性.利用该声子晶体设计了一种弯曲的声学波导,研究发现涡旋声束通过该波导后,涡旋特性稳定不变,对于声学涡旋的多方向操控具有指导意义.     

一种高双折射光子晶体光纤的特性研究

设计了一种新型光子晶体光纤,通过数值模拟,该种光子晶体光纤具有高双折射特性,且具有较高的非线性特性,并且在0.8到1.8μm波段出现了两个零色散点.该种光子晶体光纤结构包层的空气孔的排列方式为按照三角晶格排列,并将其中部分圆形空气孔变为椭圆形空气孔.运用全矢量有限元法对其光学特性进行理论模拟分析,分析结果表明:当椭圆率η=4/7,占空比d/Λ=0.45时,在波长1.55μm处,获得了3.88×10-2的高双折射.非线性系数可达67.5 km-1·W-1.     

弯曲时空的多普勒效应

讨论了狭义相对论中的多普勒效应.研究了任意引力场中,光源和接收器任意运动的情况下的多普勒效应.弯曲时空的多普勒效应对宇宙学研究有重要意义.     

半导体掺杂玻璃光纤中的孤子传输

半导体掺杂玻璃光纤中的脉冲传输满足一种新的非线性方程.作者用分离变量法求得两种孤波解,并对结果进行了讨论.     

硅／硅直接键合应力的Raman谱研究

介绍了Ｒａｍａｎ谱测试硅片微区应力的方法．用Ｒａｍａｎ谱研究了硅／硅直接键合工艺引入的应力，测试结果表明，高温键合后，硅片表面存在局部的张应力或压应力．应力值最高达７．５×１０￣３Ｎ／ｃｍ￣２．高温退火，应力略有降低．     

高斯型扩散光波导导模特性的研究

本文应用最陡下降逼近理论(SDAT),研究了高斯型渐变折射率分布扩散光波导的导模特性。以二项式折射率分布光波导作为参考系,直接以高斯项作为微扰,避免了普通微扰方法的发散困难及其在近截止区的反常,导出了导模传播常数与模场分布的解析表达式。     

棱镜-波导耦合M线光谱的新阐释

本文考虑了棱镜-波导耦合下M线的形成.从波导反馈回棱镜的能量构成了一束平行反射光.这束平行光的直边衍射花纹与光斑本底叠加的结果在观察屏上形成为通常所称的M线.     

结构优化分析的实用算法

基于矩阵位移法,提出结构杆件撤除后简化分析的一般方法,视杆件撤除后新结构的解为原结构的解与原结构上加以关联荷载解的叠加,利用原结构的解和刚度矩阵求解新结构,使计算工作量大大减少。导出求关联荷载的一般算式,文献「１」的算式仅为该算式的一个特例。     

光子晶体光纤中啁啾皮秒脉冲压缩的研究

在忽略光纤损耗情况下,运用分布傅立叶方法数值模拟了皮秒脉冲在光子晶体光纤中的传输情况.计算分析了初始啁啾对脉冲压缩的影响,通过分析脉冲压缩比、品质因子、峰值功率比和最佳光纤长度的变化,得出了一些有意义的结论.     

两个梯度折射率分布平面光波导之间的连接损耗

计算了两个不同的梯度型平面波导在横向位移与角度偏差同时存在时的连接损耗。功率传输系数展开成Ｈｅｒｍｉｔｅ－Ｇａｕｓｓｉａｎ函数的级数后，迭合积分可解析求出，文中方法的精度比基模块的高斯近似方法高得多，并给出了数值计算实例并对连接损耗受各别偏差及波导参数的影响进行了讨论，最后检验了单一偏差连接损耗加近似复合偏差连接损耗这一直观方法的准确程度。