多层结构磁光记录介质的优化设计

本文提出了一种利用导纳特征矩阵计算多层结构磁光记录介质光学特性的方法。利用这种方法可方便地得到包含有一层或多层磁光薄膜的多层结构的反射率R,克尔角θ_k及椭圆度ε_k。此外,本文还构造了一个设计多层结构磁光记录介质的评价函数,并运用统计试验法对几种常见的多层结构进行了优化设计。     

磁光存储多层膜系统的光学与热分析方法

采用光学转移矩阵法计算激光照射下磁光存储多层膜的磁光及光学响应，光强分布及焦耳热损失分布，再用有限元方法求解在这种多层膜中的热传导方程，从而得到激光照射下多层膜系统中的温度场分布，这种方法可用于磁光光盘的光学与热学设计。     

采用不同中间夹层的双记录层磁光光盘热光特性比较

磁光存储技术是一种颇受关注的下一代光存储技术.为提高单个磁光光盘的存储容量,途径之一是采用多值存储、多波长读出技术,实现所谓三维磁光存储.通常使用不同波长的蓝光来实现信号的读写操作.如果不同波长的激光在磁光存储多层膜中产生热场分布的差异较大,将有利于提高读出信号的信噪比.本文结合光学矩阵法及有限元方法分析了中间夹层分别为SiN、GaP时,磁光存储多层膜的热光特性.结果表明在蓝光波段,用GaP层替代传统的SiN中间夹层,将使磁光光盘具有更好的热光特性.     

PtCo合金的光学、热学结构优化设计

成功地制备了以PtCo合金膜为磁光层的四层膜结构。基于该结构研究了各层厚度对克尔转角、反射率及品质因子的影响,给出了多层膜结构的光学优化结构。通过热学优化,给出了适应于该体系磁光记录的可能最佳结构。比较发现,在考虑反射率的条件下,克尔转角的增强是以牺牲反射率为代价的,因此,选择各层优化厚度必须综合考虑磁光层温度、反射率、克尔转角等热、光学因素。最后,给出了可能的热、光学综合优化结构。     

金属/介质多层薄膜结构光极化调控特性

基于等效介质理论, 描述了金属/介质多层薄膜周期结构的各向异性, 提出了分析这种结构光传输特性的理论方法, 研究了不同取向薄膜结构的光学性能。通过理论分析和基于有限元方法的全波电磁仿真后发现, 在不考虑损耗的情况下, 通过调整金属/介质多层薄膜周期结构中的材料参数、薄膜结构取向, 能使得垂直入射的TE波和TM波的透射效果有很大差异, 说明该结构具有光极化调控特性。根据这一光极化调控特性, 设计了由碳化硅和二氧化硅薄膜的组合结构, 成功构造了10.6 μm红外波段的光极化分离器。金属/介质多层薄膜结构光极化调控特性对于光学器件中极化分离和极化变换的实现提供了一条新的途径。     

鲜红斑痣数值计算模型的构建及其蒙特卡罗模拟

基于人体皮肤的组织结构以及鲜红斑痣(PWS)皮肤的病理特征,光在皮肤组织中的传输特性以及皮肤各层的组织光学参数,建立了一种具有多层组织结构的鲜红斑痣皮肤数值模拟计算模型,介绍了该模型中组织光学参数的确定方法.利用蒙特卡罗(MC)方法结合临床数据对模型进行了验汪,同时计算了光能量在PWS皮肤中随深度的分布,结果可为临床上如何选择最佳光剂量提供部分参考依据.利用本模型做进一步的详细完整的计算可以为光动力学治疗PWS提供理论支持.     

多层窄样品中静磁表面波宽度模的色散特性研究

本文建立了具有任意参数多层薄膜结构的窄样品中静磁表面波宽度模的普遍色散关系,适用于利用多层薄膜控制静磁表面波色散特性的所有情况.对两周期 多层膜结构窄样品中静磁表面波宽度模的色散特性进行了数值计算,得到了多层膜中的高阶宽度模式,多层薄膜结构的参数可以有效地控制静磁表面波的色散特性,样品宽度效应对色散也有明显的影响.根据数值计算结果对不同宽度的YIG薄膜样品在4.2~5.2GHz的频率范围进行实验,实验测试结果与理论分析相吻合.     

非互易波导光栅的滤波特性与应用

根据磁光材料的非互易特性和波导光栅的滤波特性,介绍了一种磁光波导光栅的非互易滤波特性及其应用.该磁光波导光栅采用法拉第旋转系数为4800°/cm的掺铈钇铁石榴石(Ce:YIG)材料、单模的脊型补偿墙截面结构和cosine型变迹光栅结构的设计.利用有限差分法和等效折射率法模拟该磁光波导光栅非互易效应的大小,同时结合耦合模理论和转移矩阵法对该磁光波导光栅的非互易滤波特性进行分析.结果表明,对于TE模和1550 nm波段,该磁光波导光栅正反向传输的中心波长偏移0.8 nm,带宽0.4 nm(-20 dB).这种非互易滤波特性可以用来实现波长选择光隔离器和光分插复用器(OADM)等集成光学器件.     

一种新型磁光开关的理论分析与磁路设计

介绍了一种新型的磁光开关器件（magneto-optic switch）.重点阐述了磁光晶体旋光的原理和磁光晶体的光学性质,并从理论上分析了磁光晶体的旋光角度和控制磁光效应的螺线管产生的非轴线磁感应强度,并对磁路进行了设计与计算.     

法拉第磁光隔离器

法拉第磁光隔离器可有效地消除光学反馈,在稳频激光、激光通讯和激光信息处理等系统中得到广泛应用。本文介绍了其工作原理、典型结构和各类法拉第材料的特性,说明了可调谐隔离器和宽带隔离器的结构和原理,并报告了国际市场上商品磁光隔离器的简况。     

基于MOEMS技术的F-P光开关的设计

Fabry—Perot(F—P)干涉仪是很多与波长相关的光学元器件的核心结构,通过研制基于MOEMS技术的F—P光开关,可以得到研制一大类MOEMS选频器件的基本设计方法和基本工艺步骤。文章给出了能完全与现有IC工艺相结合,采用Si,SiO2和Si3N4材料的多层介质结构的F—P光开关的设计方法和设计尺寸及其光性能的模拟结果,为今后研制光开关以及结构更为复杂的滤波器等打下了坚实的基础。     

Quantitative TEM characterizations of La/B4C and Mo/B4C ultrathin multilayer gratings by the geometric phase method

Artificially fabricated multilayers that exploit the effect of Bragg diffraction at long wavelengths are used as X-ray optical components. Periodic ultrathin bilayer stacks of, alternatingly, a metallic reflection layer and a non-metallic spacer layer prepared as μm-scaled surface grating promise particularly high performance in applications as X-ray filters for high-resolution spectroscopy. Such gratings can be prepared by multilayer deposition onto Si(0 0 1) gratings or by coating flat Si(0 1 1) substrate surfaces with a multilayer, followed by subsequent etching of a grating structure. The structural quality of ultrathin multilayer gratings of both types has been characterized quantitatively combining TEM bright-field imaging of specimen cross-sections and applying a geometric phase method. The geometric phase method has been originally developed for the analysis of local displacement fields from HREM images and allows to obtain the relevant structure parameters. The application of this method to the characterization of Mo/B₄C and La/B₄C multilayer systems shows that the functionally decisive structure parameters, such as layer perfection, layer periodicity, and layer orientation, can be obtained with high precision from evaluation of TEM bright-field images. The essential role of such data analyses for a quantitative characterization of multilayer systems and for optimising the layer deposition techniques in the fabrication of X-ray optical layer systems will be demonstrated and discussed.     

二维抗光反射亚波长周期结构的分析与实现

与传统光学抗反射膜相比, 二维抗反射亚波长周期结构可以通过调整结构尺寸、周期等参数调节整个结构的等效折射率分布, 从而达到更好的抗光反射效果。通过基于有限元方法的电磁场全波分析方法, 对纳米球形亚波长周期结构进行了深入的分析, 研究了纳米球尺寸和周期等结构参数对反射率的影响。使用溶胶-凝胶法制备了不同尺寸的二氧化硅球形纳米颗粒, 并制成密排球形颗粒样品。反射率测量实验表明该样品在可见光和红外波段具有良好的抗反射性能。并在理论计算和实验验证的基础上, 给出了一种可行的密排球形亚波长抗反射表面的设计方法。     

A 5 bit fiber delay line based on magneto-optic switch

In order to fulfill the reliability requirements in field application, the high reliability magneto-optic (MO) switches are used to realize an optical true time delay (OTTD) line. This paper first analyzes the characteristics of MO switch, then the topologies of OTTD are analyzed. Latter, two key supporting aspects are put forward, including measuring method and integrated structure design. In this article, we present and demonstrate a 5 bit optical fiber delay line (FDL) based on MO switches and fiber. The FDL exhibits the maximal delay error of 2.98 ps in 32 states.     

聚合物含量对锆钛酸铅多层膜光学特性的影响

利用溶胶-凝胶法,由添加高分子聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的化学溶液制备了锆钛酸铅(Pb Zr0.4Ti0.6O3,PZT)多层膜,研究了溶液中聚合物PVP的含量对多层膜光学性能的影响.测试表明,PZT多层膜呈现出由致密层和多孔层交替排布的层状结构,在可见光区具有单一的高反射率带,且反射带中心波长在一定范围内随着溶液中PVP浓度的升高向长波方向移动.在PVP的相对摩尔比为x=1.0时,多层膜反射性能达到最优,室温绝对反射率高达89%,反射带宽为44 nm.     

Super Narrow Bandpass Filter Using Fractal Cantor Structures

In this paper, we present a new photonic crystal structure, which is composed of fractal Cantor multilayer with a defect embedded in its middle. Optical transmission matrix method is used to calculating the transmittance and reflectance. Compared with general Cantor multilayer, we find the new structure has wider stopband and shows a super narrow band in the middle of wider stopband. It can be served as a super narrow bandpass filter. The pass band obtained can be less than 0.6nm near the infrared 1530 nm. The optical transmission is the center wavelength is higher than 99 %. This means a very low insert loss. It is more superior to other kind narrow band filters. This kind of photonic crystal super narrow band optical filter may find applications in super dense wavelength division multiplexing for optical communications and precise optical measurement.     

1047-nm master oscillator power amplifier free-space opticalcommunications laser transmitter

We report on the performance of a 1047-nm laser diode master oscillator (MO) diode pumped Nd:YLF power amplifier (PA) laser transmitter in a 50-Mbps quaternary pulse position modulation (Q-PPM) free-space optical direct detection communications experiment. The transmitter produced greater than 1 W of 1047-nm average optical power. At optical transmitter powers up to 0.2 W, we achieved nearly the same communications performance (~210 photons/b at 10^-6 bit-error rate) using the 1047-nm MOPA transmitter as with the 50 mW laser diode alone. We relied on an external-cavity grating feedback scheme for the 1047-nm laser diode MO to achieve this communications performance