基于腔光力系统的量子非互易性的研究进展

综述了基于腔光力系统的量子非互易性的研究进展，包括腔光力系统的简介以及其中的非互易性的概念和应用.将目前腔光力系统中非互易性传输的研究分为2类：一类是同一频率域内的非互易性传输，如2个不同光学频率间的光子传输；另一类是跨频率域的非互易性传输，如光学频率光子和微波频率光子间传输.此外，讨论了基于腔光力的非互易性器件，如隔离器、定向放大器、环行器和路由器等.最后，对基于腔光力系统的非互易性在量子信息领域中应用的前景做了展望.     

一种四端口高隔离度光环行器的特性分析

光环行器是一种多端口输入输出的非互易光无源器件,它已成为现在及将来的光纤通信系统中的重要器件之一。本文介绍了一种高隔离度偏振无关四端口光环行器的结构及原理,并采用琼斯矩阵对光环行器的性能指标插入损耗和隔离度从理论上进行分析。结果表明,这种结构使光环行器的隔离度大大提高,有较强的可行性。消光比和旋转误差对隔离度的影响很大,提高器件的消光比,减小旋转误差,可提高反向隔离度。而插入损耗的大小取各组成元器件的固有插入损耗及透射率。     

硅基谐振结构中非线性光学效应导致的光学传播参数非互易分析

研究全硅基光学二极管,即在硅基芯片上实现非互易光学传输,是一项具有广泛应用前景并极具技术挑战的研究课题。采用硅基谐振结构微纳器件中非线性光学效应,完成光学非互易传输,是当前实现硅基光学二极管的重要方法。结合硅基波导中的非线性光学效应的基本原理,以及谐振结构微纳器件的基本模型,分析了硅基谐振结构微纳器件构成的光学二极管中的非互易传输问题。仿真结果表明,依靠谐振结构中的非线性光学效应产生的器件非互易特性仅存在于特定频率,这种非互易性在谐振波长附近的一段频率区域较为明显,考虑3 d B以上的非互易传输比率区间,区间宽度累计可以达到10.6 GHz以上。分析了微环耦合系数对硅基光学二极管的非互易传输比率的影响,得出结论:精确控制波导的耦合系数,使得微环工作在接近临界耦合的状态,有助于提升器件的非互易传输比率。     

非互易性波导的有效模折射率研究

研究设计了一种采用铁氧体材料、具有非互易特性的矩形波导,对波导内部旋磁材料平板内的电磁场分布进行分析求解,推导出在外偏置磁场作用下波导表面等离子体激元的单向传播性质,得到单向电磁边界模的色散关系;研究分析了该非互易性波导的有效模折射率的特点,以及结构参数对有效模折射率数值的影响。结果表明,该波导传播模式的数量随着波导宽度的增加而增多,而传播模式的有效模折射率却随之减小,并最终趋于一个稳定值。该现象不同于常规金属矩形波导,有望拓展非互易性波导结构在信息传输和光芯片集成领域的应用范围。     

基于倒脊型结构石墨烯偏振无关电光调制器设计

该文通过对偏振无关调制原理的分析,提出了一种将石墨烯片在硅波导中以一定角度倾斜放置的倒脊型结构硅基石墨烯偏振无关电光调制器.在1.55μm的工作波长下,该器件调制的TE和TM模式有着相同的有效模式参数变化,且吸收参数差异很小.该器件在1.5～1.6μm的工作波长下能够实现对TE和TM模式高于18 dB的消光比,且模式间...     

三种静磁模与导波光的非共线衍射作用

根据任意倾斜偏置磁场情形下的磁光耦合模理论,分析了传统磁化时磁光薄膜波导中静磁正向体波、静磁反向体波和静磁表面波等3种静磁模对导波光的非共线衍射作用．给出了用静磁波复振幅表示的导波光衍射效率公式,理论计算与实验结果一致,所得结论可为磁光Bragg器件的优化设计以及它在磁光信息处理中的应用分析提供理论基础。     

高灵敏度、高分辨率分布式光纤应力传感器研究

描述了分布式光光纤应力传感系统的近期发展及其应用。介绍一种分布式光纤应力传感器系统,该系统基于保偏光纤受外力扰动时模式耦合系数与外力大小有关的原理,采用偏振耦合干涉定位确定受力大小与空间位置方法,分析了系统的定位原理与测力大小原理以及光源、偏振器件等对系统灵敏度与分辨率的影响。系统采用SLD作光源,质子交换LiNbO3波导作偏振器件,在1.3 μm波长条件下,获得的应为灵敏度优于5%,空间分辨率小于10cm。     

偏振相关型光隔离器的结构研究

介绍了偏振相关型光隔离器的基本特性,详细说明了经典结构和基于波片的偏振相关型光隔离器的的组成、工作原理及各自的特点,又介绍一种基于马曾干涉仪的集成波导偏振相关型光隔离器的工作原理及集成波导光隔离器的现存不足及发展优势。     

与偏振无关的波导强度调制器

用点匹配法计算了与偏振无关调制器的半波电压,用ＦＦＴ－ＢＰＭ法分析两平行波导之间的耦合,设计制作了在１．３ｕｍ波长下工作的与偏振无关调制器。     

基于透镜的楔形光隔离器的设计与分析

设计出一种偏振无关的两极楔形光隔离器.由传统的楔形光隔离器、透镜和反射镜构成.结构采用反射型,在引入透镜和反射镜的基础上,第一级光隔离器的出射光经反射进入第二级,使得两极光隔离器共用一个法拉第旋转器,达到器件体积小,元件数目少,隔离度高的目的.同时利用矩阵光学理论对器件的隔离度和插入损耗进行了理论分析.分析结果表明,隔离度主要受器件消光比和旋转角误差的影响.消光比由10~(-3)到10~(-4),会使隔离度增加20 dB,旋转角误差为5°时,对隔离度的影响达到25dB.插入损耗主要受透射比的影响.