任意多层介质波导本征值问题的网络分析

本文用微波网络的方法求解了任意多层介质波导的本征值问题;编制了一个分析N层介质波导色散特性和电磁场分布,并具有计算机图形功能的通用程序。通过对非对称多层介质波导场分布的实例分析,形象地说明了介质分支波导中模式转换和分裂的过程,并讨论了模式转换的一般规则。     

三层介质波导中TE波的转移矩阵及场分布研究

从TE波的波动方程出发,根据电磁场的边界条件,推导出了三层介质平板波导中电场的表达式,得到了波导层TE波的转移矩阵和模式本征方程,并计算出了光波的功率流密度分布,通过对传输功率流的分析得到:在平板介质波导中,传输电磁能量的厚度大于薄膜的实际厚度.最后用Matlab描绘的本征值图对场分布进行了研究,从图中得到:在对称平板波导中没有截止厚度和截止频率,而非对称平板波导中存在截止厚度和截止频率,薄膜厚度越大,能承载的导模数越多.     

氧化锌随机激光器脊状波导外延层的设计研究

研究了ZnO薄膜脊状波导结构的光学特性,并通过在ZnO薄膜上覆盖MgO外延层方式,降低随机激光器的散射损耗。采用有限时域差分法(FDTD)数值模拟得出了仿真结果,验证了ZnO脊状波导随机激光器可以实现高度方向化出射,带有MgO外延层的ZnO脊状波导随机激光器可以避免激光的非轴向出射和降低散射损耗等特性。     

208M层非线性介质平板中的光波导模

２０８Ｍ层非线性介质平板中的光波导模潘锦芳，罗世彬，李强（山西师范大学物理系，０４１００４）近十多年来，非线性介质波导问题引起了广泛的兴趣，由非线性介质构成的平板、光纤及光纤耦合器等己作过很多研究，但就克尔型的非线性介质构成的波导问题而言，三层以上的...     

介质纤维束波导电磁波传播特性分析

介质纤维束波导是一种圆柱介质波导阵列．根据已建立的二维周期介质理论,对矩形排列的圆柱介质波导阵列进行了数值计算和分析,得出了电磁波在圆柱介质波导阵列中传播的一些特征,并且和矩形介质波导阵列电磁波传播特性作比较,结果较为满意。     

多层平面介质波导两类辐射模之间的正交关系

通过场的平面波表示式导出了多层平面介质波导两类辐射模之间一个简单的正交关系，这一正交关系仅由多层波导最外面两个界面上场的幅度之比及相位之差确定，并与介质的层数多少以及多层介质波导内部各层场的具体分布无关．这是一个普适的正交条件，以前所报道的正交关系都是本文正交关系的一个特例．     

密封式硼硅玻璃波导CO2激光器的研制(初步)报告

波导激光器是根据一九六四年MarCatili等对空心介质波导管在光频领域为低损耗的理论推导,建议把这种低损耗的理论推导应用于激光管而出现的一种新型激光器。这种激光器是一种管径小而短,在低损耗范围有高增益、可调谐范围大的小型化器件。波导型CO2激光器,波长10.6微米,处在大气窗口。可作为激光雷达、激光通讯、大气污染浓度测定等方面应用的小型化装置。近年来波导激光器方面的发展很快,报导不少。     

周期损耗介质加载波导与均匀圆波导间的模式映射

损耗介质环与金属环间隔加载的周期损耗介质波导能够有效地控制各种模式的衰减特性,这对于抑制毫米波回旋行波管放大器的绝对不稳定性和提高其性能具有重要作用.针对应用于Ka波段、TE01模的回旋行波管放大器的周期损耗介质加载圆波导,系统地分析了该周期系统与均匀系统间的模式映射关系.研究表明,当介质层厚度一定时,均匀介质加载波导中的高阶模式可以映射为光滑波导中的低阶模式,且相互映射的模式在中空区域的场型一致.周期系统中的模式表现出复合模式的分布.在一个周期中,介质段和金属段的模式分别映射为均匀介质波导和金属波导中的模式.明确周期介质加载波导系统与均匀波导系统间的模式映射关系是分析发生在这种复杂的互作用回路中的回旋电子脉塞注波互作用的前提,对简化其物理模型具有指导作用.     

含随机介质的光子晶体波导特性

提出了一种光子晶体波导与随机介质相结合的特殊型波导的设计方法。基于光子晶体波导模型,建立了ZnO随机介质作为线缺陷的光子晶体波导模型,采用时域有限差分(FDTD)法分析了ZnO随机介质的加入对光子晶体波导系统的频率特性、时域特性及增益特性的影响,并且与纯随机介质系统和含有线缺陷的光子晶体波导系统进行对比。分析结果表明,当在光子晶体波导的缺陷层引入ZnO随机介质时,随机介质使得光在缺陷处振荡并得到放大,局域化程度比纯随机介质系统和纯光子晶体波导系统更高;且光与随机介质的相互作用使得光在波导中时间延长,激光阈值降低。这种光子晶体波导可用于制备可嵌入到集成光路领域和低阈值的微型激光器。     

电介质-电介质-导体平板光波导的分析和GaAs电光波导调制的研究

对一种非对称的介质-介质-导体型平板光波导作了理论分析。通过求解Marxwell方程和相应的边界条件,求解出了TE和TM导模的解析解、截止条件以及和波导各参量的关系,讨论了特征方程和近似解。我们将这一分析用于10.6微米激光波导调制器的一种简单而有效的电光光波导结构:即在低电阻率的GaAs单晶衬底上,定向外延生长具有线性电光效应的高电阻率GaAs薄膜,再蒸镀上金属铝层,并将我们的结果与文献采用对称介质波导理论的近似处理作了比较,也与文献对称金属包层介质光波导的结果作了比较。 我们对GaAs-GaAs-Al型的,采用光栅作输入、输出耦合器的10.6微米激光电光波导调制器作了分析和讨论,并报导了我们这一集成器件的有关实验结果。     

金属包覆平板波导模式特性的有限元法分析

采用有限元法（FEM）分析了具有复数折射率的金属包覆介质波导的模折射率与模场分布情况。计算了具有损耗层的6层介质平板波导模折射率，并与解析解比较，二者有较好的一致性；分析了金属包覆3层平板波导中TM模折射率与波导芯厚度的变化关系，计算了金属包覆5层平板波导中TM模折秧经与金属层厚度的变化关系，并结合对模场分布的分析对模式进行了定性判断，给出了其模式演变过程。     

小型气体激光器件

这是209所最近研制的一只很小的玻璃介质波导CO2激光器件,也是目前国内气体激光器件中最小的,器件长度只有6.4厘米。在波导激活区仅4.5厘米,毛细管内径1.6厘米,混合气体总压力为80托,放电电流2.5～3.0毫安的范围内,输出0.1瓦。     

波导的溶胶-凝胶工艺

对于光学波导与导波设备、电路的制造而言，溶胶-凝胶工艺的出现不失为一种有效途径。特别是集成光学有源器件及电路中掺活性掺杂物(如钕、铒、铈)。本文回顾了基于溶胶-凝胶工艺的有源器件、电路的最新研究。对于光学放大器中的激活溶胶-凝胶薄膜的模拟分析，我们提出激光器原子磁化理论及其速率方程，适当考虑了波导参数。采用波束传播法研究激活掺杂溶胶-凝胶薄膜设备(如直线波导、丫形支管、定向耦合器)的传播及增益特性。也在研究掺铈薄膜中布拉格光栅的形成，在微电机系统(MEMS)的未来应用也在研究中，可采用溶胶-凝胶工艺形成光层．并通过机械作用加以控制。     

大功率射频板条CO_2激光器电极波导介质膜研究

针对高功率射频板条CO2激光器铜电极表面放电氧化、受射频放电的电子溅射,致使电极表面不光滑,辉光放电不均匀,光波导损耗严重等问题。利用Al2O3波导介质膜具有的反常色散效应、耐高温能力强的特点,采用磁控溅射镀膜技术对激光器电极表面先镀Al,而后阳极氧化获得Al2O3波导介质膜。分析了磁控溅射工艺对膜层结构的影响,测量了镀膜电极对CO2激光的反射率,并进行了放电实验检测。结果表明,溅射功率为250 W时可得到致密的镀膜层结构;厚度6μm的Al2O3薄膜,对波长10.6μm的CO2激光波导反射率最高达75%;电极镀膜后激光器输出功率在占空比为30%时为700 W,占空比为60%时达到了1300 W。     

基于时域有限差分法填充介质梯形脊波导研究

为了研究填充介质对脊波导截止特性的影响,文章采用FDTD(时域有限差分)法计算了填充介质梯形双脊波导在TE(横电波)模式下的截止特性随几何尺寸的变化,并给出了关系曲线。结果表明,脊间距越小,填充介质的相对介电常数越大,截止波长越长,单模带宽越窄。研究结果丰富了现存填充介质波导数据,有助于填充介质波导的设计和工程应用。     

宽带光波导放大器透射谱研究

提出一种宽带集成光波导放大器结构,即在光波导放大器的输出端镀上对1.55μm波段光波具有选择作用的多层介质滤波薄膜,利用多层介质滤波薄膜的透射特性对放大器的增益平坦特性进行研究,为器件制作奠定了基础。     

宽带光波导放大器透射谱研究

提出一种宽带集成光波导放大器结构，即在光波导放大器的输出端镀上对1．55μm波段光波具有选择作用的多层介质滤波薄膜，利用多层介质滤波薄膜的透射特性对放大器的增益平坦特性进行研究，为器件制作奠定了基础。     

频率可调CO_2波导激光器

频率可调CO_2波导激光器是一种高增益可调谐激光器,在激光通讯、光雷达、污染探测以及光谱学等应用方面十分引人注目,因此近几年来发展较快。 一般低气压CO_2激光器的调谐范围受到CO_2激光跃迂的多普勒宽度(约为53兆赫的限制,自1964年美国贝尔电话实验室的Marcatili和Schmeltger提出空心介质波导激光器的设想以及由Smith于1971年首先制成He—Ne波导激光器以来,人们采用减小放电管直径,增大气体压强,使激光器的谱线压力展宽,制成了高气压可调谐CO_2波导激光器。获得了千     

毫米波介质波导的功率容量

本文讨论了圆介质波导在传播单一HE_(11)模时的功率容量。简单的计算结果表明了由介质发热和介质击穿所规定的功率容量极限。以工作在70千兆赫的聚苯乙烯和聚四氟乙烯波导为例,其结果表明毫米波段圆介质波导的最大功率容量大约是10瓦到100瓦。而介质发热则是功率极限的象征。     

太赫兹传输波导器件研究进展

随着太赫兹技术的发展,太赫兹传输波导器件的研究成为待解决的重要问题之一。太赫兹波位于微波与红外光之间,寻找高效的传输、耦合器件一直是研究人员的目标。主要介绍了太赫兹传输波导研究现状,并总结了各类型太赫兹波导的优势与不足。根据材料与结构分别对金属波导、介质波导的研究进展进行了分析。其中金属波导包括裸金属线波导、微结构波导、空芯波导以及平板波导,介质波导包括介质空芯波导、多孔芯波导以及微结构波导。最后分别对太赫兹传输波导未来需要解决的研究方向进行了展望。