多芯光子晶体光纤激光器锁模动力学过程(邀请论文)

理论结合实验分析了多芯光子晶体光纤激光器被动锁模的脉冲形成过程,主要包括弛豫振荡、Q脉冲、稳定锁模3个阶段.由于纤芯之间较强的渐消场耦合作用,不同纤芯内脉冲的演变过程一致,并最终实现同步稳定锁模运转.研究结果表明:多芯光子晶体光纤锁模无需精细的光纤耦合调节,在保证耦合效率的前提下都可以实现纤芯之间的同步锁模.     

混合纤芯光子晶体光纤的色散特性研究

利用有限差分法研究了一种混合纤芯光子晶体光纤的色散特性.在光纤端面的外围区域,由空气孔在石英材料中均布排列形成包层,在中心则由圆形高折射率材料与布居其近邻的数个辅助小空气孔共同构成纤芯.辅助空气小孔使光纤的色散陡增,比普通光纤色散参数高两个数量级以上.详细的数值研究表明,纤芯周围的一圈辅助空气小孔数目越多、越靠近圆形高折射率材料则色散参数就越大.当辅助小孔距离纤芯非常近时,模场面积大幅度增大,此时不仅能获得超大色散,而且能够使光子晶体光纤具有非常小的非线性效应.改变包层空气孔的大小对色散参数影响不明显.     

改进型双层芯光子晶体光纤宽带补偿特性分析及设计

针对现有的补偿光子晶体光纤无法较好地实现宽带色散补偿问题,本文利用多极法分析了色散和光纤结构参数之间的变化关系。通过减小同轴双层芯光子晶体纤结构中双芯之间的空气孔直径,并随后增大孔间距,设计出了一种在C波段范围内与标准单模光纤G.652色散系数相补偿的光子晶体光纤,实现了这一波段的宽带补偿,模拟结果表明具有很好的补偿效果。     

应力型大模面积光子晶体光纤的纤芯设计

通过施加完美匹配层,利用有限元法,研究热应力诱导的单偏振大模面积光子晶体光纤的偏振特性,计算纤芯参数对场能量分布系数和偏振损耗比的影响.结果表明,随着纤芯折射率提高,两正交偏振模的损耗比下降,当纤芯直径减小时,场能量分布系数降低.     

基于新型层状微结构光纤的模式截止特性分析

采用矢量有限元法分析和设计了一种新型的层状微结构光子晶体光纤.通过数值模拟纤芯基模的有效折射率neff和包层空间填充基模有效折射率ncld,获得这种微结构光纤的模式截止特性.与传统光子晶体光纤相比,这种微结构光纤单模和多模的边界条件在获得无截止单模传输前提下,具有更大的空气孔尺寸和非线性效应,有更高的灵活性,可以保持更短的单模截止波长,获得较高的非线性系数.     

双层芯色散补偿光子晶体光纤

为了抑制通信系统中脉冲的展宽,根据色散补偿理论,提出了一种由单一石英材料制成的双层芯光子晶体光纤(DCCPCF). 该光纤的色散值在155μm处可达到-6000ps/(nm〖DK〗•km). 理论分析表明,在传输过程中内芯基模和外芯缺陷模以相位匹配波长为临界状态,在内芯与外芯之间相互交替传输,并在匹配波长处因模式发生强烈耦合而引起折射率产生大幅度波动. 通过对结构参数d1、d2变化的情况下色散曲线的扰动情况进行分析,可为实际制备工作提供一定的理论指导.     

含空气小孔芯光子晶体光纤的色散特性研究(英文)

利用有限元法研究纤芯含有空气孔缺陷光子晶体光纤的色散特性.结果表明,引入空气孔缺陷可增加波导色散作用,改变色散曲线斜率;当空气孔缺陷的直径增加时,色散曲线将会下移,因此通过适当选择小孔直径,可实现色散平坦的光子晶体光纤.光纤的零色散波长可通过改变光纤的包层空气孔占空比和小孔缺陷在纤芯中的位置而改变.该调节光子晶体光纤色散的方法对用于超连续谱的产生具有借鉴意义.     

七芯光子晶体光纤耦合特性的研究

根据七芯光子晶体光纤（PCF）7个超模的特征,给出了七芯PCF耦合长度的一种计算方法,揭示了七芯PCF的七个超模与耦合特性之间的内在联系。利用有限差分光束传播法（FD-BPM）分析了七芯PCF的耦合特性,发现其耦合长度随着传输波长的增加而减小;随着纤芯与包层材料折射率之差和纤芯之间距离的增大而增加;还分析了七芯PCF的横向不均匀性、纵向不均匀性、位置偏移等因素对其耦合特性的影响,为设计七芯PCF的结构提供了理论依据。     

微结构光纤光栅的制作及应用

研究实芯光子晶体光纤和空气芯光子带隙光纤光栅的制作方法及应用.在实芯光子晶体光纤中写入长周期光纤光栅,并用其研制高灵敏度应变传感器.通过聚焦CO2激光在光子晶体光纤表面刻槽的方法研制光纤型起偏器.利用CO2激光周期性塌陷空气孔的方法,在空气芯光子带隙光纤中写入新颖的长周期光纤光栅.利用准分子激光或飞秒激光通过双光束干涉原理在细芯掺锗光子晶体光纤或细芯纯硅光子晶体光纤中写入光纤布拉格光栅.     

光子晶体光纤超连续谱光源

介绍该课题组近两年在光子晶体光纤超连续谱方面的主要研究成果,包括基于连续波泵浦研制全光纤化超连续谱源,利用级联一段高非线性正常色散光纤,通过光纤的受激拉曼散射效应实现超连续谱的平坦化;基于皮秒锁模光纤激光器实现全光纤化5 W输出超连续谱源;拉制一段145 m的锥形光子晶体光纤,利用自制的纳秒光纤激光器与锥形光子晶体光纤熔接,制备输出功率2.2 W的宽带超连续谱源;利用自制的网状光子晶体光纤和全固态光子带隙光纤,分别研究亚微米薄壁上偏振相关的超连续谱产生,以及基于四波混频效应产生的超连续谱.     

高阶耦合系数三芯光纤耦合器开关数值解

利用分裂步长傅立叶方法研究了基态孤子在耦合系数随频率变化的三纤芯非线性光纤耦合器中的传输和开关特性。研究表明一阶色散耦合系数使光脉冲耦合传输的周期性和陡峭的开关特性遭到破坏;二阶色散耦合系数使光脉冲传输时的耦合长度减短、开关阈值功率增加而且开关特性也变得更加陡峭。     

对称双芯光纤的耦合特性及其新型的制作方法

利用耦合模理论对双芯光纤的耦合特性进行了分析,结果表明,双芯光纤的耦合系数与输入信号的波长、光纤直径、 2个纤芯间的标准化距离以及光纤的相对折射率差有关,对双芯光纤的参数进行优化可达到最佳效果. 在耦合模理论的指导下,提出了一种改进的双芯光纤的制作方法. 实验结果表明,该制作方法较原有方法有很大改进.     

基于光纤环结构的微波光子滤波器

针对微波光子滤波器中光纤环的不同参数和结构,详细分析了不对称耦合比对光纤环构成的滤波器抑制比性能带来的提高,并理论推导和实践了光纤环滤波器的级联.研究发现,基于不对称耦合光纤环结构的微波光子滤波器比基于对称耦合光纤环结构的微波光子滤波器拥有更高的抑制比;从原理上分析了无限脉冲响应（IIR）滤波器级联特性不稳定的原因,并在实验中证明了基于低相干光源的级联滤波器频响稳定性有很大提高;对于基于光纤环结构的微波光子滤波器,无论是单环结构还是级联结构,使用宽带光源作为载波会得到更好的滤波效果,系统的频响也更稳定.     

磁芯结构对松耦合变压器耦合系数的影响

感应耦合电能传输(ICPT)系统中松耦合变压器磁芯的性能对电能传输效率具有重要影响,磁芯的结构与变压器的耦合系数密切相关。分析了ICPT系统传输效率的影响因素,阐述了耦合系数与串联型补偿电路输出效率的关系。采用E型、ZY型、HQ型3种不同结构的铁氧体磁芯进行耦合系数的对比实验,实验过程中,保持交流电源频率、原边电感、副边电感、气隙间距不变。实验结果表明:不同结构的磁芯耦合系数并不相同。因此,为了提高ICPT系统的传输效率,需要通过实验确定合适的磁芯。     

Epitaxial growth of Fe/Ag single crystal superlattices and their magnetic properties

Single crystal Fe/Ag(001) superlattices with various periodicities were fabricated using ultrahigh vacuum evaporation de-position.It was found that single crystal bcc Fe layers and single crystal fcc Ag layers can epitaxially grow on a single crystal Ag buffer layer alternately,which was deposited on NaCl single crystal chips by ion beam assisted deposition.The magnetic measure-ments of the superlattices reveal an oscillation coupling between ferromagnetism and antiferromagnetism as a function of the Ag layer thickness.The oscillation period,which is 1 nm (5 Ag layers),is in good agreement with the calculated values when the Ag thickness is greater than 1.5 nm.While the thickness of the Ag spacer layer decreases to 1 nm,the oscillation coupling varies from calculations,which can be attributed to the intermixing of the interlayers according to the annealing results.     

玻璃纤维浸润性能和玻璃纤维／环氧基复合材料介电性能的研究

研究了５种偶联剂对玻璃纤维的浸润性能和玻璃纤维／环氧基复合基材料介绍性能的影响。结果表明，玻璃纤维经偶联剂处理后，其浸润活化能降低，与环氧基体的相容性及化学反应活性得到改善，从而提高了玻璃纤维／环氧基复合材料的介电性能。其提高的幅度与偶联剂的枯性和化学结构有关。同时还研究了环境温度和水煮时间对玻璃纤维／环氧基复合材料介电性能的影响，并对影响机制进行了分析讨论。     

气-液与气体工质热声发动机性能对比

为了降低热声发动机的谐振频率并增大压比,建立采用U形谐振管的驻波型热声发动机.将液柱引入U形谐振管,与热声核部分的气体工质形成气-液耦合振动系统.采用水作为液柱,将氮气和氦气分别作为气体工质,进行气-液工质耦合振动与单纯气体工质热声发动机性能的对比实验.实验结果表明,无论氮-水还是氦-水耦合振动热声发动机系统均获得了低于8 Hz的谐振频率,气-液耦合振动系统的谐振频率明显低于单纯气体系统;采用气-液耦合振动能够获得比单纯气体系统更大的压比.采用气-液耦合振动实现的低谐振频率和大压比对于改善热声驱动脉管制冷系统在深低温区的制冷性能是有利的.     

不同边界条件下频率空间排列对耦合振子振荡死亡的影响

研究不同边界(周期边界、无流边界、固定边界)条件下,耦合振子的频率空间分布对耦合系统振荡死亡所需耦合强度的影响.结果表明,频率空间排列对耦合系统实现振荡死亡所需的临界耦合强度均有显著影响.所有可能的频率空间排列样本中,实现振幅死亡所需的两个临界耦合强度分别服从幂律分布和双对数正态分布.而最易(难)实现振荡死亡所对应的频率空间分布结构与边界条件有很大的关联.通过分析频率分布的特征,定性分析了临界耦合强度所服从双对数正态分布产生的原因.     

NiCo/Cu多层膜的巨磁电阻与磁光克尔效应

本文对用射频磁控溅射方法制备的NiCo／Cu多层膜的层间耦合与磁光克尔效应的内在关联性进行了研究。发现巨磁电阻比与磁光克尔角的幅值1/2随Cu层厚度作同步振荡。其磁光振荡可主要归结于层间耦合引起的铁磁层中电子的光和磁光跃迁的变化。