小芯径折射率引导型光子晶体光纤的制备和研究

介绍一种小芯径折射率引导型光子晶体光纤(PCF)的拉制方法.制备出的光纤纤芯周围第一层空气孔发生形变,呈柚子形,其芯径为1.7μm,孔间距A和空气孔直径d分别为3.4 μm和2.8μm.由于光纤结构的特殊性,采用有限元法在200～1600 nm波段对其基模有效折射率、色散系数、有效模场面积以及非线性系数进行了数值模拟计算.经过理论计算,这种光纤在所研究的波段具有极高的非线性系数且表现为反常色散,这些特性十分有利于超连续谱的产生.在测量了光纤的损耗、色散等基本特性后,选取损耗较小凡位于光纤反常色散区域,中心波长为800 nm的飞秒激光作为光源,将不同功率的超短激光脉冲耦合入光纤,对这种小芯径折射率引导型光子晶体光纤产生超连续谱的过程进行了测量和分析.     

XPM对非线性光纤环镜微波光子开关的影响

为了研究交叉相位调制(XPM)对非线性光纤环镜微波光子开关的影响.基于耦合非线性薜定谔方程,彩分步傅里叶法建立考虑XPM在内的数值分析平台,获得了MOLM微波光子开关中XPM对微波调制光载波信号和NOLM功率舆函数的影响.数值计算表明:XPM导致调制波波形畸变,信号能量从主瓣泄露;并且随着调制带宽的增大,旁瓣泄露愈加严重.同时由于XPM效应的非互易性,NOLM功率传输函数扭变,在耦合器分光比f∈(0,0.5)区间减少而在f∈(0,0.5)区间增大.     

杂质吸收对光子晶体滤波器设计的影响

为了研究杂质的吸收对光子晶体滤波器设计的影响,引入复折射率并利用特征矩阵法,计算了滤波透射峰的峰值和半峰全宽。滤波透射峰的峰值随杂质的消光系数增加而迅速减小,滤波通道透射峰的半峰全宽随消光系数增加而增大,滤波透射峰的峰值和半峰全宽都随吸收杂质的光学厚度的增加而减小。结果表明,设计光子晶体滤波器时,必须考虑杂质吸收这一重要因素,应选择消光系数小于0.002的掺杂材料,并且杂质的光学厚度应设计在2(λ0/4)左右。     

高非线性色散平坦光子晶体光纤的理论研究

为了研究光子晶体光纤结构参数对非线性系数及色散特性的影响,采用全矢量等效折射率模型,进行了理论分析,研究发现,通过调节结构参数可以灵活设计波长在820nm附近具有较大非线性系数和较低色散值的高非线性色散平坦光子晶体光纤。结果表明,高非线性色散平坦光子晶体光纤的研究前景十分可观。     

含色散增益介质光子晶体微腔的光学特性

为了理解光子晶体微腔的光学传输特性,探讨微腔的折射率对缺陷模放大特性和谐振频率的影响,采用时域有限差分法计算了含洛伦兹色散介质一维光子晶体微腔的透射谱,分析、比较了不同光子晶体微腔的透射谱。结果表明,微腔折射率的大小决定缺陷模的谐振频率,而介质色散特性将导致缺陷模频率的移动。另外,当通过复介电常数的虚部引入光学增益后,缺陷模在增益介质中被放大,其阈值特性和缺陷折射率的大小密切相关。模拟结果证明通过合理的选择微腔中介质折射率的大小,可以改善微腔的光学特性,降低激光器的阈值。     

一种研究一维光子晶体缺陷模的新方法——解析法

为了解析地研究一维光子晶体的缺陷模,利用多光束干涉原理和布洛赫定理,推导出一维光子晶体缺陷模的解析公式.利用它对一维光子晶体的缺陷模进行了解析研究,得到了缺陷模的变化规律.这一方法克服了特征矩阵法和F-P法不能对缺陷模进行解析分析的弱点,是一种研究一维光子晶体缺陷模的精确和有效的方法.     

平面型紧凑微波光子晶体研究

为了提高微波光子晶体尺寸的紧凑性,根据其带隙结构的局域谐振原理和等效电路分析模型,对传统的UCEBG结构进行了改进,提出了一种新型EBG结构.该结构通过引入弯曲折线延长了电流长度,增大了等效电感效应,同时采用了更长的边缘耦合,延长了等效磁流,增强了等效电容效应.实验结果表明,新结构能够产生频率带隙,其带隙中心频率比传统的UCEBG结构低36.5%,且相对带宽保持不变,达到了实现紧凑UC-EBG结构的目的.     

太赫兹波段正方晶格二维光子晶体传输特性的研究

应用平面波展开法研究太赫兹波段正方晶格二维光子晶体的传输特性,数值模拟得到了太赫兹波段圆柱组成正方晶格二维光子晶体的带隙变化和能态密度的分布规律,根据计算结果设计了（0.485~0.503）THz波段的滤波器。并且分析了当圆柱发生微小改变形成椭圆柱正方晶格二维光子晶体时的带隙特性,研究结果为太赫兹器件的开发提供了理论依据。     

基于一维缺陷光子晶体的角度测量仪的设计

提出用一维缺陷光子晶体来测量角度特别是小的角度变化的设计方案。用Si薄膜和SiO2薄膜组成一维缺陷光子晶体,用特征矩阵法研究该光子晶体的禁带中的缺陷模的波长和强度随入射角缓慢变化而变化的规律,由此提出根据缺陷模的波长、强度、偏振性与入射角的关系进行角度测量的原理。本设计特别适用于极小的角度变化的测量。     

对称型正负交替-维光子晶体超窄带滤波器

构造了（AB）N1（BA）心对称型正负折射率交替一维光子晶体,并利用传输矩阵法进行数值模拟,研究了这种正负折射率交替-维光子晶体的能带结构与各参数之间的关系。结果表明：当两种材料的光学厚度相同时,该结构光子晶体比传统的光子晶体的带隙大得多,且在主禁带内有极窄的透射带。并利用此透射带,设计了一种在红外波段1550nm窗口3dB带宽可以做到0．000001nm以下,窗口内透过率接近100％的超窄带滤波器。该结构的光子晶体可以用作超窄带滤波器,有望在光通信超密集波分复用系统中获得广泛应用。