小级数Ince-Gaussian光束光强模式分析

研究了因斯-高斯(IG)光束级数m较小时,分立光瓣模式的光强分布。通过数值模拟,对IG奇偶模式以及奇偶模式线性叠加生成的PIG分立光瓣模式的光强进行了分析。分析结果表明:m较小时,PIG分立光瓣模式光瓣的空间位置介于奇偶模式之间,但是光瓣的光强分布变化较为明显。同一模式光瓣角向椭圆变量越接近于椭圆长轴,其光强比重越大。在统一总光强后,相同阶数与级数的不同模式光瓣总光强与角向椭圆变量差为一个三次函数的关系。对于偶模椭圆长轴上的光瓣,随着该模式通过PIG~(π/2)模式转化为奇模,该光瓣上的光强分布逐渐由弥散向着逆时针方向集中。     

FD-SMOKE系统测量铁磁性薄膜的克尔效应

表面磁光克尔效应测量磁性材料磁性具有很多优点,如测量灵敏度高、非接触式测量。该实验是高校重要的近代物理实验之一。在用表面磁光克尔效应系统测量铁磁性薄膜材料时,文中利用该系统测出铁合金膜样品在纵向克尔模式下的磁滞回线,测出正负磁在正向饱和状态和反向饱和状态时的克尔效应角,即椭圆长轴和参考轴之间的夹角。并计算得在饱和状态下的克尔旋转角和椭偏率。应用该实验可研究磁性材料表面的磁性质。     

椭圆谐振腔谐振模式场分布的计算

通过分离变量的方法,利用椭圆谐振腔所满足的边界条件,得到椭圆谐振腔内所有模式的电磁场分布的解析表达式,由此可判断TM_(010)~e模和TM_(111)~e模是椭圆谐振腔的2个最低模式,从而得到这2个模式的场分布的解析表达式.通过数值计算,给出椭圆谐振腔中2个最低谐振模式TM_(010)~e模和TM_(111)~e模在某一横截面的场分布图,这对形象直观地认识椭圆谐振腔中电磁场的分布,把握椭圆谐振腔各式模的特性具有重要的意义,计算结果为椭圆谐振腔的设计提供理论依据.按照同样的方法可计算其他模式的场分布图.     

两不同单模平面光波导的连接损耗与模场半宽之间的关系

模场半宽是单模光波导的重要参数,它与众多的传输特性相联系.对于圆对称单模光纤,文献提出了两个著名的模场半径,并发现它们与光纤的众多传输特性相联系.对于单模平面波导,文献提出了高斯最小二乘拟合模场半宽的定义,文献提出了两种矩定义模场半宽——近场二阶矩和Laplace模场半宽,并导出它们和横向偏移损耗和角向偏移损耗的关系式,对阶跃对称单模平面光波导的TE_0模的计算表明:当偏移量较小时,用矩定义模场半宽算得的损耗将比用高斯最小二乘拟合模场半宽算得的更准确.本文首先导出了任意两不同对称单模平面光波导在高斯近似下的横向偏移和角向偏移损耗公式,接着用矩定义模场半宽直接代替高斯模场半宽得到了矩定义与连接损耗的关系式,最后以阶跃对称单模平面光波导的TE_0模为例进行了大量计算,结果发现当偏移量较小时,用矩定义和高斯最小二乘拟合模场半宽算得的损耗误差均较小,并且若两光波导厚度相差不大,归一化频率及偏移量均较小时,用矩定义算出的连接损耗比高斯近似准确.     

欧氏空间点态凸性模的表示

 讨论了点态凸性模在二维和三维欧氏空间的表示,并给出其在曲面为椭圆和椭球面的特殊点处的计算。通过计算可以看出其点态凸性模的值在长轴最小,沿曲面从长轴到短轴点态凸性模的值是递增的,达到短轴时最大,从而进一步说明椭圆的对称性,同时也说明点态凸性模的值越小,该点的凸性程度越强。     

Yb:YVO_4晶体波导传播特性研究

为研究飞秒激光直写Yb:YVO_4晶体波导传播特性,采用Rsoft模拟软件和有限差分光束传播方法,对波导与材料的折射率差、波导尺寸等参量进行优化。得到当波导与材料的折射率差范围为0.015~0.0365,波导宽度范围为2~3μm、波导深度范围为3~10μm时,光在波导内只以基模形式传播,且光在波导内的近场光强分布稳定,散射损耗低,模式转换损耗消失。实验结果表明,通过控制波导参量可有效降低光在波导内的传播损耗并提高近场光强分布的稳定性,能够为飞秒激光微加工Yb:YVO_4晶体波导及其激光器设计提供一定的理论依据。     

椭圆芯聚合物光子晶体光纤的模场研究

应用理论模型，以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为基材，成功制备了直径为150μm、平均孔直径为3．94μm、平均孔间隔为8．75μm的椭圆芯五环六角结构聚合物光子晶体光纤．应用全矢量平面波法，对该光纤的传输模场进行了模拟．根据对称性分析，按照最小波导扇面及相应边界条件对其模式进行归类，并与理论研究进行了对比．该研究为椭圆芯聚合物光子晶体光纤模场的实验测试提供了一定的基础．并证明了基于聚合物制备高双折射保偏光纤的可能性。     

超球级数的完全正规增长性质

讨论了有限正阶超球级数的型、下型 ,中心指标与椭圆上的极大模之间的关系 ,得出了超球级数完全正规增长的条件。     

方形光波导的Galerkin算法

应用简洁的Galerkin算法分析了方形波导的传输特性,将电场横向分量展成一组正交正弦函数级数的形式,代入电磁场的波动方程得到电场横 向分量展开系数的矩阵和模式的特征方程,求解该特征方程,可得到方形波导模式的传播常数,模场分布.     

偏振旋转效应在全光缓存器中的应用与实现

本文建立了在调制器中TM模与TE模对应折射率分布函数的数学模型。研究了光生载流子浓度与泵浦光强的函数关系,并通过仿真量化分析其数据变化规律。研究探讨了在不同光强下,TE模与TM模对应的相位分布特性,从而提出了一种新式的全光缓存器的设计思路,并通过仿真分析进行了验证。结果显示,系统具有稳定的数据输出能力,方法可行。     

非均质透射旋转角

由于非均质透明、半透明矿物各主向的折射率、光的传播速度、反射率和吸收系数的不等,两主向间必然产生光程差或位相差;且因两主向的透射率与透射振幅不等,必然使透过非均质矿物薄片的合成椭圆偏光长轴或直线偏光的振动方向,自入射直线偏光的方向旋转一个角度,这一角度叫非均质透射视旋转角(r’a)或旋转角(γ’αβ)。作者验证并测量了γ’α或r’αβ,以及主向透射率(T),非均质透射椭圆度(θτα),非均质透射旋转色散符号(Dr’α),非均质透射光符(Ts)等五种透射光学性质及其参数。     

高斯光束质量因子的研究

应用标量光场横截面上光强的精确定义,计算了基模高斯光束的光强二阶矩及光束质量因子,结果表明,当基模高斯光束的束腰半径ω0 λ时,光束质量因子M2非常接近于1,当光束束腰半径较小时,计算的光束质量因子存在较大误差。文章进一步用严格的光场角谱表示法计算了非傍轴标量高斯光束的质量因子,并对一些相关问题进行了讨论。     

用散射光测量正弦表面粗糙度参数的反计算问题

本文利用光的角散射分布技术,一般性地解决了正弦表面粗糙度参数的反计算问题。其方法是首先利用 P.Beck-mann 提出的光散射标量理论,计算出光的角散射分布光强。根据光栅方程,得到表面轮廓的平均波长λ_(?);根据角散射分布光强的标准偏差σ,找到了平均斜率Δ_(?)与σ之间的关系,从而得到Δ_(?)的反计算值;再由Δ_(?),λ_(?)与平均粗糙度 R_(?)之间的关系,确定 R_(?)的反计算值。仿真结果表明了该方法的正确性,本文的结果对解决表面粗糙度参数的反计算问题作了有益的探索。     

多光束点光源干涉的研究

运用光的干涉理论，分别讨论了点光源在平板厚度不均匀情况下的光强分布、条纹及特征,分析了多光束干涉对光强分布和条纹的影响，并推导出测量平板楔角的一种新方法。     

基于变量变换级数展开法的光波导矢量本征模分析

基于变量变换级数展开法，获得了掩埋矩形光波导及脊形光波导的矢量本征模及其传播常数。变量变换使无限平面映射成单位平面，从而使单位平面边界上的电磁场自然为零，消除了非物理反射，提高了计算精度；另外，由于这种方法所导致的矩阵阶数小，因此计算效率较高。分析的结果与已发表的结果吻合较好，可以为优化波导光电子器件的结构提供参考。     

贝塞尔光束的简易实现方法

对光纤中传播的电磁场分析发现,其纵向分量可以用贝塞耳函数及第二类变态贝塞耳函数来描述,据此,提出一种利用玻璃毛细管和聚焦透镜实现贝塞尔光束的简易方法.通过观察发现,在光束传播方向,出射光束即为贝塞尔光束,沿光束传播方向的光强分布不会发生改变,仅产生扩散.研究表明,随着聚焦透镜的焦距f的变大,贝塞尔光束的高瓣数光环的光强变弱,光束的光强向低瓣数光环和中心光斑移动;随着毛细管长度l的增加,光束的高瓣数的光环光强在不断增强.此外,研究还表明,透镜与毛细管端面之间距离d对于出射光束横截面上的光强分布有很大的影响.     

具有各向异性螺旋相位分布的椭圆光在各向同性介质中的传输特性

利用变分法和哈密顿法研究了具有各向异性螺旋相位分布的椭圆光在各向同性介质中的传输特性.各向异性螺旋相位参数(拓扑指数σ)决定螺旋光的旋转特性,σ=1(σ≠1)时光束的相位梯度在沿角向均匀(非均匀)分布,椭圆光的两半轴的旋转速度相同(不相同).利用哈密顿法理论计算了σ≠1时的螺旋椭圆光稳定旋转传输满足的临界功率(P_(th))条件,且数值模拟结果也表明,在线性和非线性均为各向同性的非局域材料中,螺旋椭圆光能够在临界功率P_(th)处稳定旋转传输,且旋转方向由拓扑指数s的正负决定,即σ0(σ0)时螺旋光束沿逆时针(顺时针)旋转.     

单负材料填充包层的矩形波导模式特性

【目的】通过求解矩形波导模式特征方程,计算矩形波导横向场分布,研究电磁波在单负材料矩形波导中的传播特性以及该波导参数对其导模Exmn的影响规律。【方法】基于电磁场的波动理论和马卡梯里假设,利用图解法对波导有效折射率及横向电场分布进行求解,并分析波导模式的频率色散关系。【结果】该矩形波导的传播模式Ex0n和Ex1n为x方向衰减的表面模,仅当m1时,波导的传播模式才是振荡导模;固定波导芯子层厚度不变,当导波频率增大时,高阶模向高频方向移动的速度比低阶的快;保持m1,当m或n增大时,Exmn模式的截止点均向波导孔径增大的方向移动,且相邻模式的截止间距相等。【结论】单负材料包层的矩形波导既支持存在低阶表面模的条件,也支持存在高阶振荡导模的条件,波导孔径大小对导波模有很好的调制效果,可实现宽孔径多模传输和小孔径单模传输的功能。     

重庆綦江老瀛山地区槽模构造的发现及古流向意义

在对重庆綦江老瀛山地区的野外考察中,在上白垩统夹关组地层发现3处沉积岩底面上成群分布的槽模构造,分布海拔为766～891 m ,岩性为长石石英砂岩,下伏岩层均为泥岩或泥质粉砂岩。槽模长轴彼此平行,呈雁行状排列,轴长在5～20 cm ,槽模突起陡端指向25°～37°方向,表明晚白垩世老瀛山地区的古水流自NE向SW流动。这些槽模的发现,为恢复晚白垩世綦江地区古流水的方向提供了直接的证据。     

反射式横向位移光纤传感器

提供了一个在高斯光束几何反射模型下的反射式横向位移光纤传感器接收光强的数值计算方法,可在计算机上对其特性进行设计计算,为该传感器的优化设计提供了一个必要工具.对用62.5/125多模光纤组成的并列反射式横向位移光纤传感器的计算分析结果表明,接收光纤端面处的反射光斑半径在180μm附近时有最大的接收光强和最佳信噪比;反射光斑半径在180~600μm时接收光强对反射条边缘的横向位移或横向振动的动态范围、线性关系和信噪比都较佳;接收光强对反射条横向位移的分布宽度主要取决于反射条的宽度和接收光纤的芯径.