传输矩阵法分析一维光子晶体的传光特性

利用传输矩阵方法研究了光在一维周期性介电材料中的传播特性，并通过计算机进行数值计算得出，两种材料的介电常数相差越大，禁带宽度越宽。     

一维光子晶体的带隙研究

采用光学传输矩阵方法,模拟研究了一维光子晶体的光学传输特性。考虑到实际需要给定波长为通带或禁带的光子晶体,研究了由光子带隙结构如何得到相应的光子晶体结构,结果表明本文方法完全能得到给定波长为通带或禁带的光子晶体。     

菲涅耳波导的波导色散特性分析

采用转移矩阵法对菲涅耳波导的波导色散特性进行了分析，讨论了波长、波导宽度和折射率差异参数对其波导色散的影响，并指出菲涅耳波导在色散补偿方面的应用。     

激光中继镜传输的等效菲涅耳数分析

中继镜系统被认为是一种能有效降低大气对激光影响并提升激光打击范围的新型高能激光系统。激光中继镜传输优势评判标准以及应用优势范围分析是中继镜技术研究的重要内容。文章建立了中继镜系统光束传输模型,详细推导了真空和湍流条件下激光中继镜传输过程的等效菲涅耳数,分析了光束中继镜传输过程的性能评价因子以及光束传输性能与等效菲涅耳数的关系,在此基础上分析了激光中继镜传输应用优势范围的求解方法,并对Hufnagel-Valley 5/7湍流模型条件下光源波长3.8 m、高度30 km的激光中继镜系统进行了数值模拟。结果显示:地球大气湍流条件下,中继镜系统能提升激光对远距离、高空目标的打击效果,拓展激光的打击范围。     

一维光子晶体透射率的数值模拟

根据光子晶体的电磁特性,求解麦克斯韦方程,应用传输矩阵法求解一维光子晶体中电磁波传播的透射率特性,通过改变构成一维光子晶体的层数、材料折射率和材料厚度,得到层数变化对禁带宽度变化影响不大,折射率差值增大时带隙宽度也逐渐增大,两介质厚度有一定厚度差比厚度一样时形成较宽带隙。     

一维缺陷光子晶体增益平坦滤波器

运用光学传输矩阵理论,计算了带有缺陷层的一维光子晶体的反射谱。结果表明,其缺陷峰的形状可以由所设计的一维光子晶体的参数而唯一确定。由此设计了级联的带有缺陷层的一维光子晶体滤波器,在1530~1560nm范围内对EDFA的增益进行平坦,且不平坦度为±0.6dB。     

含激活介质的一维光子晶体缺陷模特性研究

首先研究了(AB)6A(BA)6型一维光子晶体带隙特征,然后将激活介质C替代中间位置的A,构成(AB)6C(BA)6型光子晶体,并用数值模拟法研究了缺陷层C的厚度和折射率对光子晶体带隙的影响.结果显示这种含有激活介质的光子晶体具有一些新的特征,在原来的禁带位置出现了透射率大于1的透射窄带,并且透射窄带的数目和透射率可以通过改变缺陷层的相关参数调节.这些现象都可以用布拉格散射和法布里一珀罗共振原理得到解释.     

一维光子晶体的应变测量

采用ZnSe和Na3AlF6两种经典介质材料构造一维光子晶体,缺陷层介质为Na3AlF6。利用传输矩阵法对带有缺陷的一维光子晶体的传光特性进行了理论分析,并得到其带隙特性。分别数值研究了参考光子晶体以及应变前后测量光子晶体的透射谱,分析结果表明光子晶体所受的纵向应变与其缺陷峰波长之间呈线性关系,根据这种对应关系提出了一种新的测量应变的方法。由于粘贴光子晶体的基底与光子晶体的线膨胀系数不同,且温度变化也会引起构成光子晶体材料折射率的变化,导致光子晶体透射谱缺陷峰波长的漂移。为了消除温度误差,在测量光路中设置了与测量光子晶体结构相同的参考光子晶体,对温度的影响进行了补偿。实验表明,测量系统的灵敏度为6×10-4nm/με,测量范围为0～2000με。     

多元一维光子晶体滤波器的研究

介绍了一种形式如(ABBA)m(ABBB)m的新型二元特殊复周期结构光子晶体来近似分析研究多元一维光子晶体的滤波特性,并运用光学导纳特征矩阵方法数值分析了这种结构以及它的一种掺杂形式(ABBA)mCn(ABBB)m结构光子晶体的能带特性.研究结果表明,这种新结构的光子晶体的禁带宽度较之几种常见二元结构很大或多出一个大的带隙区,非常适合应用于宽带滤波器;同时在某些频率段出现的透过峰也适合应用于多通道窄带滤波器,在引入掺杂C时,发现C的材料,厚度可以影响窄透过峰的位置及多少,对多通道窄带滤波器的设计也很有帮助.而在使用多种材质进行替代研究后发现,多样化的介电常数对光子晶体的禁带宽度及透过峰的宽窄,位置有一定影响.由于其参数设计简单,很适用于设计不同种类要求的滤波器.     

An Improved Optical Method for Determining the Order Parameter in Thin Oriented Molecular Films and Demonstration of a Highly Axial Dipole Moment for the Lowest Energy π–π* Optical Transition in Poly(9,9‐ dioctylfluorene‐co‐bithiophene)

Understanding the complex interplay between the 3D structural hierarchy within thin films of conjugated polymers and the properties of devices based thereon is starting to be recognized as an important challenge in the continued development of these materials for a range of applications. As a result, for example, accurate measurements of molecular orientation and elucidation of its influence on optical characteristics are of significant interest. Here we report an improved optical method to determine both the order parameter and the angle between the polymer backbone director and the optical transition dipole moment for the lowest energy π–π* absorption peak in uniaxially aligned thin films of conjugated polymers. The method uses a combination of polarized Raman spectroscopy and UV‐vis spectroscopy and is based on a general theoretical treatment to describe the expected Raman and optical absorption anisotropies of such films. It is applied to study the orientation within thermotropically aligned films of the electroluminescent fluorene‐based copolymer poly(9,9‐dioctylfluorene‐co‐bithiophene) (F8T2). A more highly axial transition dipole moment is found for the dominant long wavelength absorption peak of F8T2 compared to that of other fluorene‐based (co)polymers. The angle between the polymer backbone director and the transition dipole is estimated to be β ≤ 3°, a deduction that helps to explain the relatively large optical dichroism for aligned films of F8T2 and that offers the prospect of highly polarized electroluminescence from F8T2‐based light‐emitting diodes.