掺杂缺陷层的异质双周期光子晶体的磁光效应

通过在掺杂缺陷层的异质双周期光子晶体的表面添加一层具有Voigt效应的磁光半导体层,使该光子晶体结构的缺陷模透过率对外磁场产生响应。首先研究磁光半导体层的介电常数（折射率）随外磁场的变化规律,进而利用传输矩阵法研究该结构缺陷模的透射率随外磁场的变化规律。研究结果表明:在选取合适的材料参数和结构参数条件下,可实现缺陷模透射率与磁场的相关性,获得受磁场调控的缺陷模透射率,从而该结构可以应用于窄带滤波器的磁控开关。     

一种新型优质光子晶体偏振滤波器的设计

设计了一种各向异性的一维掺杂光子晶体,利用特征矩阵法研究了该各向异性一维掺杂光子晶体的偏振滤波特性,并与各向同性的一维掺杂光子晶体的两个偏振态缺陷模进行了比较.结果表明,当光以不同角度入射时,透射波中横电波(TE)和横磁波(TM)的缺陷模都会出现明显的分离.利用这个特性设计出一种新型优质光子晶体偏振滤波器.     

含有缺陷层的异质镜像光子晶体的局域态研究

采用一维介电体系中处理光传播的方法—传输矩阵法,详细推导了含有缺陷层的异质镜像光子晶体(ABCCBA)PD(ABCCBA)Q中透射率的计算公式,并用Matlab编程模拟了异质三周期镜像光子晶体中无缺陷层和引入缺陷层D时,光子带隙的数目和带宽及缺陷模的数目和透射率随缺陷层位置、厚度、介质周期数的变化情况。模拟结果表明:对于此结构的光子晶体,当缺陷层位于中央位置、周期数N=8、10,厚度变化且为某些特定值时,其光子带隙数目、缺陷模数目及透射率有最佳值。这一研究为设计可调谐滤波器、多通道滤波器提供了重要的理论基础。     

平面金属光子晶体波导宽度对导行模的影响

本文用频域有限差分法计算平面正方排列金属光子晶体的TM 模全域带隙图,结果表明当填充比大于0.11 是一 值时会出现多个禁带,适当的引入线缺陷可分别在这些带隙中引入缺陷模,形成光子晶体波导,光子晶体波导支持的电 磁波模式和通道宽度有着密切的关系,通过调节缺陷宽度可以实现单模传输并使单模传输带宽最大化。     

基于磁流体的一维光子晶体磁场传感器的研究

基于磁流体的折射率对外加变化磁场的敏感特性,提出将磁流体作为缺陷层引入到一维光子晶体中实现磁场传感。由于缺陷的存在,使得光子晶体的透射谱中产生缺陷峰。该传感器可通过测量磁场变化时光子晶体缺陷模波长的移动对相应的磁场进行测量。利用传输矩阵法对不同结构参数下,缺陷模波长随在外加磁场的变化进行了模拟计算,为实际磁场传感器的设计提供了理论参考。     

负折射率缺陷层的一维各向异性光子晶体缺陷模特性

本文提出了负折射率缺陷层的一维各向异性光子晶体结构,利用传输矩阵的方法给出了TE波和TM波的透射率,结果表明在TE波中出现两个及多个缺陷模,TM波存在单缺陷模,两种偏振状态不同的透射波的缺陷模能分开,得出了光通过负折射率缺陷层的一维各向异性光子晶体后TE波和TM波随入射角的变化特性、随缺陷层厚度的的变化特性。这些特性用于光子晶体多通滤波、光子晶体偏振和激光谐振腔等器件的设计具有重要意义。     

对称双缺陷光子晶体的缺陷模规律

为了了解对称双缺陷光子晶体的传输特性,采用传输矩阵法进行了数值模拟研究。当两缺陷层中间的介质层数目大于缺陷两外侧介质层总数时,在禁带中只出现单一的缺陷模,且其透射率随它们的差异的增大而迅速减小;但当中间的介质层数目小于两外侧介质层总数时,在禁带中将会出现两个透射率为1的缺陷模,且两缺陷模的间距随它们的差异的增大而增大。结果表明,缺陷层的位置对缺陷模的影响较大,要使缺陷层中的局域电场得到有效提高,必须使缺陷层靠近光子晶体的正中心。     

高功率微波场中In-BiCaVIG晶体的磁光记录特性

报道了铟铋钙钒铁石榴石 (In BiCaVIG)晶体在高功率微波场中的新颖磁光记录特性。In BiCaVIG晶体受峰值功率约 10 0MW ,频率约 10GHz ,脉宽约 5 0ns的高功率微波脉冲作用后 ,晶体的磁旋光角发生了变化。其变化的大小与晶体通光方向上的磁场峰值大小有关 ;旋光角变化的方向与晶体的初始磁旋光状态有关。这种记录着高功率微波峰值磁场的旋光状态的变化可以保持几天或更长时间 ,能够用静磁场消除。     

杂质吸收对一维光子晶体缺陷模的影响

为了研究杂质吸收对一维光子晶体缺陷模的影响,采用复折射率和法布里-珀罗(F-P)干涉法,计算出掺有吸收杂质的一维光子晶体的缺陷模透射率和反射率随消光系数的变化特征。得出消光系数对一维掺杂光子晶体的缺陷模的透射率和反射率会产生显著的影响。当消光系数由0增加到0.03时缺陷模的透射率由1减少为0。当消光系数由0增加到0.03时缺陷模的反射率由0增加到0.86。消光系数增加时反射波中的缺陷模宽度会增大,而消光系数的变化对透射波中的缺陷模宽度影响很小。     

法拉第磁光波导的耦合模分析

利用法拉第磁光效应可以设计光纤磁场传感器。在磁场传感过程中，磁光晶体薄膜波导的TE模和TM模式之间将发生转换，：其转换效率与磁光晶体的法拉第旋转角度和双折射有关。本文建立了磁光波导的耦合模方程，分析了磁光波导中的TE—TM模转换，提出了通过减小线性双折射和增大法拉第旋转角来提高TE—TM模耦合效率的措施，这些措施有利于增大光束TM模的输出功率并提高光纤磁场传感器的灵敏度。     

磁回旋材料柱结构光子晶体平板的单向边界模式

研究了在外加恒定磁场下,旋磁材料柱按蜂窝状晶格排列的光子晶体平板的边界所支持的电磁表面波模式。研究首先表明,在光子晶体平板的光子能带结构中,最低二条能量曲线原有的简并点,可以用外加磁场来解除,从而在这二个能带之间形成一个禁带。进一步的研究表明,基于这个光子禁带,光子晶体板平板边界所支持的表面波模式只能单方向传播,归因于系统的时间反演对称性被外磁场所破坏。这个三维系统中的单向边界模式,在平板的法向方向上,是依赖于等效全反射效应而被约束的。     

Research on transmission spectra of one-dimensional magneto-photonic crystals

A magneto-photonic crystal （MPC） is defined as a periodic light-guided structure involving magnetic materials or a photo- nic crystal with some magnetic-material defects. The transfer matrices of guided optical waves （GOWs） propagating re- spectively in magneto-optical and non-magnetic dielectric layers are deduced according to the coupled-mode theory. The transmission spectra of GOWs in one-dimensional magneto-photonic crystals （1 D-MPC） are investigated by the transfer matrix method. It is shown that the two sharp peaks in the 1D-MPC＇s transmission spectra can be used for high-resolution magnetic field sensing; and a comb filter with six channels can be achieved by optimizing the 1D-MPC structure and controlling the external magnetic field.     

椭圆偏振光在各向异性1维光子晶体中的传输

为了解决利用传统传输矩阵法计算在各向异性材料结构中任意极化态电磁波传播遇到的困难,设计含磁光材料缺陷层的1维光子晶体。通过把入射电磁波按左旋圆偏振和右旋圆偏振进行正交分解的方法,推导出适合各向异性材料和任意极化态入射电磁波的传输矩阵算法。结果表明,该算法可以确定1维层状结构透射波和反射波偏振态的变化。     

关注激光技术的一些发展和应用

本文阐述了激光、光纤通信、计算机控制系统的基本特点和作用,介绍了国外激光武器和激光制导的应用状况,说明了激光技术与计算机控制系统结合的重要性,并站在节能减排和保护环境的高度,预测了激光技术未来应用于电力行业的内容和前景。     

Effect of switching a magnetoplasma medium on a traveling wave:longitudinal propagation

The interaction of electromagnetic radiation with a time-switched magnetoplasma is considered. It is shown that for longitudinal propagation within the so-called radio approximation (neglecting ion motion), the original wave splits into three waves whose frequencies are different from that of the incident wave. One of the waves is strongly influenced by the static magnetic field, and its frequency can be controlled by the strength of this field. Numerical results are presented for the cases of right-hand and left-hand circular polarization of the incident waves     

A Nonreciprocal Circular Polarizer

A nonreciprocal circular polarizer has been developed. This ferrite device converts linear polarization propagating in rectangular waveguide into circular polarization propagating in circular waveguide. The sense, right- or left-hand, of the circular polarization is determined by the direction of a longitudinal magnetic field applied to the ferrite. If one sense of circular polarization, e.g., right-hand, is transmitted, then only left-hand circuIar polarization can be received. Performance data indicate good ellipticity with reasonable loss and VSWR for two models of the circular polarizer, and for two devices--a circulator and a nonreciprocal antenna element--based on the polarizer. The antenna element permits one antenna to be used both to transmit and to receive the reflected circularly polarized signals from a target.     

Polarization sensitive performance of one dimensional photonic crystal filters with a liquid crystal layer

A tunable photonic crystal (PC) filter is proposed with the twisted nematic (TN) liquid crystal (LC) as a defect layer. The polarization sensitive performance and the eigenmodes are analyzed. The results show that there are two kinds of transmission modes, namely o and e, when the voltage is low. The different modes can be selected by rotating the filter axially. The e mode shifts toward the shorter wavelength side as the applied voltage increases. Then the peaks of two modes merge into each other and the polarization sensitive performance disappears. The photonic band gap is insensitive to the voltage. The tunable range of the filter is 53 nm.     

光子晶体双通道可调谐偏振滤波器的设计

通过对设计出的一维掺杂光子晶体的数值计算和理论分析,得出了两个偏振态缺陷模的透射峰的变化特征为：TM波其缺陷模透射峰在入射角大于0.75（rad）范围内有多条明显的缺陷模透射峰带,而TE波在入射角大于0.75(rad) 范围内没有缺陷模透射峰;TM波缺陷模透射峰的波长 随杂质光学厚度 近似呈线性变化,并且同一空气膜厚度值可以截到两个波长不同的透射峰。以此为基础设计出：滤波通道波长可调范围大于100nm 、滤波通道的半高宽可调范围在1 nm — 6nm、滤波通道透射峰值大于0.98的一维光子晶体双通道可调谐偏振滤波器。