流固混合声子晶体中负折射与导波特性研究

针对声子晶体中负折射现象产生的原因以及调控波导的方法,本文研究了工字型钢在空气中正方形排布所形成流固混合型声子晶体的波动特性。数值计算是通过有限元方法进行的。根据等频率曲线确定声子晶体产生负折射的频率,并进行模拟验证。通过引入线性缺陷,设计直线和折线型波导,调控波的传播。并通过引入耦合共振缺陷,研究结构中耦合共振波导的波动特性。结果表明：在?=0°的声子晶体中,5 255 Hz时波仅沿y方向传播。在?=45°的声子晶体中,3 045 Hz时波的传播会出现负折射现象。只有在特定的频率范围内,波在Z型线性波导中能够较好地传播。在不同的频率范围内,波在2种直线型耦合共振波导中均能够较好地传播。相关结果为流固混合型声学器件的设计提供一定的数值基础。     

Cu离子交换过程对制备玻璃平面光波导特性的影响

用Cu离子交换技术,制备了soda-lime玻璃平面光波导。通过棱镜耦合技术测量了波导的有效折射率,用反WKB方法拟合得到了平面波导的折射率分布。研究发现,离子交换时间和温度2个可控的制备参数对制备的玻璃平面波导特性有较大影响,随着离子交换时间和温度的增加,波导的模式数和波导深度并非随之单调增加,波导模式数随着离子交换时间的增加先增加而后减小,而适当的离子交换时间可以使制备的波导具有最大的模式数和波导深度,且在该条件下增加离子交换温度可以提高Cu离子交换波导的蓝-绿发光强度,宽带发光中心波长在520 nm附近,发光强度取决于样品中Cu+的浓度以及Cu2+的影响。     

微扰法求解离子交换平面光波导的传播常数

本文利用微扰法研究二次多项式型离子交换平面玻璃光波导的传输特性。将折射率分布函数的二次项作为微扰,求出传播常数的表达式,并利用已有的实验结果,拟合出折率分布函数中的有关参数。     

银在离子交换过的钠钙玻璃中的热扩散

离子交换技术很容易改变钠钙硅酸盐玻璃的折射率，常用银替代钠来制造平面型波导，但玻璃中银的热稳定对器件特性至关重要。在超高真空中热处理钠钙玻璃，使用Ｘ射线光电子能谱研究银的热扩散效应。     

高斯波束在异向介质棱镜中的折射

为了验证异向介质的左手特性,分别采用棱镜实验和时域有限差分法(FDTD)模拟的方法对高斯波束透过异向介质棱镜的传播特性进行研究.异向介质采用周期排列的金属棒和金属环谐振器(SRR)结构,棱镜实验放在平板波导中测量.异向介质中的金属棒与平板波导上下电壁保持电连续,从而产生很好的电等离子效应.在数值模拟中采用高斯波束代替平面波研究能更好的符合实验中的入射波条件.实验和模拟研究结果都显示,折射波束与入射波束位于法线的同一侧,从而表明高斯波束在异向介质/空气交界面处发生了负折射,并且通过测量折射角求出了异向介质的等效折射率.     

平面掩埋式自聚焦光波导的设计

设计技术是研究平面掩埋式自聚伪光波导的基础，自聚焦光波导性能的高低和质量的优劣、与设计工作有着直接联系，分析了对波导基片玻璃的选材要求，研究了波导形状的设计，推导了圆弧要切连接波导中各参量之间的关系，给出了设计的数学表达式。     

波纹波导色散特性的分析与测试

利用线性场理论导出了周期性波纹波导中电磁波传播的色散方程.通过数值计算和用谐振法冷测,分别得到了周期性波纹波导的色散特性,分析表明,理论计算与实验结果吻合.     

CdSxSe_(1—x)条波导型双稳开关特性研究

本文从CdSxSe_(1-x)玻璃的三阶非线性特性出发,设计和制作了CdSXSe_(1-x)条波导双稳开关,并对测试结果作了理论和实验的分析比较,证明了CdSxSe_(1-x)玻璃在532nm波段制作双稳开关有很好的前景。     

单负材料对平板波导的模式影响

研究了内包层为负ε材料（ENG）的对称5层平板波导的传输特性。研究表明,这种波导既支持振荡导模（所有TE模和m〉0的TMm模）的传播,又支持TM0,TM1模的表面波传输。在波导中可传输的TM模的模式数目比TE模多1支,同阶的TM模的有效折射率高于TE模。随着ENG层厚度的增加,振荡导模的有效折射率范围扩大。ENG层厚度达到一定后,对波导的传播模式的影响可以忽略。随着芯层厚度的减少,波导中可传输的模式数越来越少。芯层厚度达到一定程度后,就可以在波导中实现单模传输。     

波导适用型铝锗酸盐玻璃中铥离子近红外荧光发射

采用熔融淬冷法制备了铥镱掺杂铝锗酸盐玻璃,表征了热离子交换玻璃样品的波导折射率分布和红外光谱参量。实验结果表明,钾钠热离子交换可将铝锗酸盐玻璃制成平面光学波导,在380℃下钾钠离子交换的有效扩散系数为0.070μm~2/min。Judd-Ofelt强度参数分别为5.36×10~(-20)、1.44×10~(-20)和0.92×10~(-20) cm~2,反映出铝锗酸盐玻璃中铥离子周围环境具有较高的反演非对称性和较强的共价性。在975nm激光泵浦下可观察到有效的铥离子1.8μm处3F4→3 H6近红外发射,最大受激发射截面为5.77×10~(-21) cm~2,理论增益值可达1.95dB/cm。有效的近红外荧光发射和稳定的波导性能表明铥镱掺杂铝锗酸盐玻璃在医用紧凑波导型光源和激光雷达等领域具有潜在的应用价值。     

一种新型圆形微屏蔽共平面波导的基本特性

提出了一种新型圆形微屏蔽-脊导体共平面波导。基于假设只有纯TEM波传播和零色散的情况下,通过保角变换得到了特性阻抗和有效介电常数的闭合形式的解析表达式。这种新型波导大大降低了传统共平面波导和微带线的辐射损耗和信号线边缘的电流,并且不需要打孔或空桥接地。     

碲酸盐玻璃飞秒激光刻写特性研究

研究了800 nm红外飞秒激光作用下多组分碲酸盐玻璃损伤和激光刻写特性.实验测得碲酸盐玻璃的损伤阈值为15/16μJ;通过扫描电镜和能谱成分分析研究了红外飞秒激光照射下碲酸盐玻璃形貌和成分变化特点.实验发现在红外飞秒激光作用下玻璃结构和组成发生了改变,并在碲酸盐玻璃上成功刻写出波导结构.研究表明飞秒激光诱导的结构和组成变化可能是导致碲酸盐玻璃折射率变化的原因.     

高浓度LiNbO_3：Fe晶体中写入平面光波导的实验

利用衍射光场辐照高浓度LiNbO3：Fe晶体,通过光折变效应在晶体中写入平面波导。研究了各种实验参数对写入波导特性的影响并测量了平面光波导的横向折射率和周期。实验结果证明,使用辐照法在LiNbO3：Fe晶体中写入平面波导是简便可行的,并且具有允许低功率写入、存储时间较长,光折变灵敏度高的特点。     

矩形巷道电磁波混合模型的模式数量研究

在研究矩形巷道电磁波传播特性时,如果单一采用自由空间传播模型或波导传播模型,将导致仿真结果不够精确.为了使模型传播特性更接近于实际传播特性,可根据两种模型场强建立混合模型.通过理论推导确定混合模型分界点,进而研究分界点处电磁波模式数量对混合模型精确度的影响,然后研究在混合模型有较高精确度的条件下,频率和截面尺寸对分界点处需考虑的模式数量的影响.通过仿真研究,结果表明,混合模型分界点处考虑一定模式数量的电磁波时,精确度会有很大提高.同时,在确定较高精确度的条件下,分界点距发射点的距离会随着巷道截面积和传播频率的增大而增加,分界点处所需考虑的波导模式电磁波数量也会随之增加.     

用于超短脉冲的新型天线的研制

研制出一种新型用于超宽带短脉冲辐射和接收的平面集成超宽带（ＵＷＢ）天线，该天线采用共面波导到槽线的宽带过渡方式馈电，超短脉冲辐射和接收的实验结果显示了其高保真的宽带特性及高增益高效率特性。     

平面光波导放大器用掺Er3+磷碲酸盐玻璃的研究

制备并研究了掺Er3+磷碲酸盐玻璃的热力学稳定性、吸收光谱、荧光光谱、Raman光谱和上转换发光性能.应McCumber理论计算了Er3+离子从能级4I13/2到能级4I15/2跃迁的受激发射截面并分析了掺Er3+磷碲酸盐玻璃带宽特性和上转换发光性能.结果表明由于五氧化二磷的加入碲酸盐玻璃的各项性能参数都有所变化,掺Er3+磷碲酸盐玻璃具有较高的热稳定性、较好的带宽特性,同时上转换发光得到了较好的抑制,这说明其是一种优良的宽带平面光波导放大器的潜在的基质材料.     

C60膜的波导拉曼散射效应

本文首次报导粗糙玻璃表面上Ｃ６０薄膜的波导拉曼散射，相对于未粗化玻璃表现情形，在同样实验条件下，观察到大的增强，文中基于薄膜中波导模的同步激发解释了这一效应。     

大气波导中多径信道的参数研究

针对海上大气波导环境中电磁波的多径传播特性,基于容量有限的Markov生灭过程得到了大气波导中到达接收站的射线径数．根据差分时延试验数据的近似瑞利分布提出了大气波导中的三参数模型,基于最小方差准则确定了模型参数．利用MUSIC算法对多径到达角进行最佳估计,数值仿真结果表明MUSIC算法极大地提高了到达角位置处的信噪比．     

电磁波在等离子体同轴波导中的传播特性研究

本文研究了电磁波在均匀非磁化等离子体填充的同轴线波导中的传播特性,主要考虑衰减常数与等离子体同轴波导各参数的关系。应用博格尼斯位函数法并结合等离子体特性得到了电磁波传播过程中的衰减常数与相位常数。并对几种特殊情况进行数值分析,计算出衰减常数随等离子体波导各参量的变化曲线。     

平板金属覆盖层玻璃波导的理论分析和测试

以Ｍａｘｗｅｌｌ方程组为基础,对平板金属覆盖层离子交换玻璃波导进行了理论分析和实际测试。由波导的本征值方程的数值计算表明在离子交换玻璃波导中,金属覆盖层对ＴＥ模和ＴＭ模的影响相差甚远。ＴＥ模的损耗远小于ＴＭ模（特别是ＴＭ０模）,因此,此类波导可以应用于集成光学中的选偏器及相干光通信的偏振控制器件。对制成的波导进行了测试,实验结果与理论计算值吻合。