吸收对一维光子晶体中全反射隧穿效应的影响

引入复折射率的概念,利用特征矩阵法研究了材料的吸收对光子晶体全反射隧穿效应的影响。通过数值计算研究了光子晶体的全反射隧穿峰随材料消光系数和周期光学厚度的变化规律。全反射遂穿峰的峰高随消光系数的增加而降低,全反射遂穿峰的频率不受消光系数的影响。全反射隧穿峰的频率和频率宽度都随周期光学厚度的增加而减小。     

方形光子晶体的全反射隧穿效应的滤波特性

为了研究一维方形光子晶体中电磁波的全反射隧穿效应,利用传输矩阵法计算了电磁波在大于全反射角入射一维方形光子晶体的透射率。在透射波中发现了全反射隧穿效应。得出了方形光子晶体的全反射隧穿效应随模式量子数、边长、周期数的变化规律。为设计性能优良的光子晶体滤波器提供了理论依据。     

一种新型隧穿场效应晶体管

提出了一种新型隧穿场效应晶体管(TFET)结构,该结构通过在常规TFET靠近器件栅氧化层一侧的漏-体结界面引入一薄层二氧化硅(隔离区),从而减小甚至阻断反向栅压情况下漏端到体端的带带隧穿(BTBT),减弱TFET的双极效应,实现大幅度降低器件泄漏电流的目的。利用TCAD仿真工具对基于部分耗尽绝缘体上硅(PDSOI)和全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)的TFET和新型TFET结构进行了仿真与对比。仿真结果表明,当隔离区宽度为2 nm,高度大于10 nm时,可阻断PDSOI TFET的BTBT,其泄漏电流下降了4个数量级;而基于FDSOI的TFET无法彻底消除BTBT和双极效应,其泄漏电流下降了2个数量级。因此新型结构更适合于PDSOI TFET。     

有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应

为了研究一维有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应,利用传输矩阵法计算了TE波和TM波在大于全反射角入射一维有限周期含负折射率光子晶体的透射率。得出了一维有限周期含负折射率光子晶体中TE波和TM波的全反射隧穿峰的频率随入射角的变化特性、全反射隧穿峰的频率随负折射材料厚度的变化特性、全反射隧穿峰数随周期数的变化特性。发现了有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应与普通光子晶体的全反射隧穿效应的不同之处。     

无限周期光子晶体全反射隧穿效应的色散研究

利用色散法研究了TE波和TM波在大于全反射角入射一维无限周期光子晶体的全反射隧穿特性.结果发现了一维无限周期光子晶体中的全反射隧穿效应.得出了TE波和TM波的全反射隧穿导带随入射角的变化规律,TE波和TM波的全反射隧穿导带随周期光学厚度的变化规律.     

圆柱固 液结构声子晶体的全反射隧穿效应

为了研究一维固-液结构圆柱形声子晶体中弹性波的全反射隧穿效应,利用转移矩阵法计算了弹性波在大于全反射角入射一维圆柱形声子晶体的透射率。在透射波中发现了全反射隧穿效应,得出了全反射隧穿峰的频率随模式量子数的变化特征,全反射隧穿峰的频率随圆柱半径的的变化特征,全反射隧穿峰的峰数随周期数的变化特征。并利用波的量子理论和倏逝波的理论对一维声子晶体的隧穿效应作出了定性的理论解释。     

一维光子晶体全反射隧穿光场分布的吸收效应

利用特征矩阵的方法推导出光在一维光子晶体中光场的分布公式, 利用光场的分布公式和材料的复折射率研究了材料吸收对一维光子晶体全反射隧穿光场分布的影响。研究表明: 材料吸收对一维光子晶体全反射隧穿的光场分布会产生明显的影响, 材料吸收会使全反射隧穿光场的峰值发生明显变化。     

光子晶体全反射隧穿效应中偏振光的场分布

利用特征矩阵的方法,推导出TM波和TE波在一维光子晶体中电场的分布公式,利用这些公式研究了一维光子晶体全反射隧穿现象中TE波和TM波的光场在光子晶体内部的分布特征。在出现全反射隧穿峰处,TE波和TM波的光场不会随传播深度的增加而衰减。在没有出现全反射隧穿峰处,TE波和TM波的光场会随深度的增加而迅速衰减为0。这些研究结果从一维光子晶体内部展现了TE波和TM波的光场分布特征,深化了对一维光子晶体全反射隧穿现象形成规律的认识。     

一维光子晶体全反射隧穿光场分布的吸收效应

利用特征矩阵的方法推导出光在一维光子晶体中光场的分布公式,利用光场的分布公式和材料的复折射率研究了材料吸收对一维光子晶体全反射隧穿光场分布的影响。研究表明:材料吸收对一维光子晶体全反射隧穿的光场分布会产生明显的影响,材料吸收会使全反射隧穿光场的峰值发生明显变化。     

基于共振光隧穿效应的加速度传感器

为了设计新型的加速度传感器，将共振光隧穿结构应用于传感元件，利用COMSOL软件对传感器的频率响应、灵敏度性能等关键要素进行了模拟仿真分析，搭建了实验平台，验证了共振光隧穿原理。结果表明，基于共振光隧穿效应结构的加速传感器在100Hz~3000Hz范围内、加速度为500m/s2的情况下，灵敏度可达到6.7dB/g。该传感器小巧轻便、结构简单，且具有较高的灵敏度，这为光学传感器的研究提供了新的方法和思路，具有广阔的应用前景。     

基于全内反射的光束准直性检测新方法

准直光束是光学检验以及对光学仪器进行标定时最为常用的光束,光束自身的准直性是对光束性能评价的重要指标。本文提出了一种基于全内反射的检测方法,通过检测斜方棱镜发生两次全内反射后出射光斑的能量分布,判断待测光束的准直性,并利用缩束透镜提高检测灵敏度。分析讨论了影响该方法精度的因素,理论上估算出了检测精度。实验结果表明,该检...     

基于棱镜的红外目标模拟器光学系统研究

针对某型装备测试仿真用中波红外目标模拟器,研制配套透过率高、空间均匀性好、结构紧凑的高性能红外光学系统,以满足模拟器总体设计指标和具体使用需求。根据DMD核心器件红外光调制工作原理,采用了基于TIR(全内反射)棱镜的中继光学子系统,从DMD转动夹角的限制出发,利用光学全反射定理,采用最小的角度空间设计,用一对光学棱镜使照明系统入射的光线与DMD反射的光线分开,在折衍混合式红外成像光学子系统设计匹配下,该光路系统相比反射式光路镜组结构紧凑,相比透射式棱镜方式能量透过率高。在经过光路设计仿真验证的基础上,开展了光学机械设计和研制加工及测试,最终红外光学镜组成功应用到红外目标模拟器研制中,满足了模拟器总体指标体系要求和使用需求,取得了良好效果。     

太赫兹衰减全内反射油品检测系统中的棱镜设计

为了获得油品在太赫兹波段的衰减全内反射光谱,实现对油品的在线检测,利用光的折射定律,对太赫兹衰减全内反射系统中的核心部件——衰减全内反射棱镜进行了设计和实验。设计了单次反射棱镜,根据不同物质对太赫兹波的吸收程度不同,将单次反射棱镜用于太赫兹衰减全内反射系统,并进行了水和成品油的测试实验,取得了样品的光谱数据;进一步设计了多次反射棱镜,以增加油品对太赫兹的吸收,并对其进行了光学仿真。结果表明,经过单次全内反射,油品对太赫兹的吸收非常有限,无法实现对成品油的检测。该研究对下一步的油品检测是有帮助的。     

基于探测光学表面反射光侦察远方观瞄器材

阐述了用激光扫描法侦察远方光学仪器的原理及实验技术。以红外光学系统和红外望远物镜为例,运用矩阵光学追迹法对三种探测方法进行了对比研究:①"猫眼效应";②"近似猫眼效应";③"剩余反射效应"。研究结果表明:在野外环境,"猫眼效应"产生的回波概率极低。在适当条件下,"近似猫眼效应"和"剩余反射效应"的应用效果优于严格"猫眼效应",是具备实用价值的侦察手段。     

三光纤耦合系统中光信号传输的量子特性

采用周期调制技术,系统研究了线形和正三角形结构的三光纤耦合系统中光信号传输量子特性的差别。在紧束缚近似下,得到三光纤耦合系统中光信号传输的耦合模方程组,并对不同系统参数对一些重要量子现象的影响进行了仿真。仿真结果表明,结构不同会导致量子隧穿及相干隧穿破坏等量子特性的改变,从而影响光信号能量分布及震荡频率。研究结果对设计新型的光交叉连接器等光纤器件有指导意义。     

“猫眼”效应用于主动式激光侦察的适用条件分析

阐述了用激光主动扫描法侦察远方(隐蔽的)观察、瞄准仪器的原理及实验技术。以红外物镜为例,运用矩阵光学追迹法对影响“猫眼”效应回波强度的因素作定性、定量分析。研究结果表明,回波强度受光学仪器内部反射面倾斜和离焦的影响较大,扫描光束的入射角和物镜相对孔径等因素对回波强度也有一定影响。例如在主动扫描装置距被探测观瞄仪器约1000m、扫描光束的入射角为0.3 rad条件下,反射面离焦及倾斜使得侦察装置接收到的回波能量与发射脉冲能量之比由理想条件下的3.3%分别下降到0.03%和0.016%。     

基于两次衰减全反射结构的电光开关的研究

为了进一步提高电光开关的消光比,利用双面金属包覆波导激发的高阶导模是导波层折射率的灵敏函数这一特性,采用同一入射光束在波导中实现二次衰减全反射的方法,设计了一种快速响应的聚合物波导电光开关,并进行了理论分析和实验验证.得到该器件的消光比高达38dB,开关的响应时间低于110ns.结果表明,该电光开光器件具有动态范围大、驱动电压低、响应速率快、插入损耗小、器件稳定性能高以及制备工艺简单等诸多特点.这一结果对光互联、集成光路以及无线光通信等领域的应用是有帮助的.     

一种基于D8PSK／ASK正交调制的新型光标记方案研究

深入研究了差分八相移键控（I）8PSK）j幅移键控（AsK）正交调制格式的机理,提出了一种基于D8PsKjASK正交调制的新型光标记方案,利用D8PSK作为载荷的调制方式,ASK作为标记的调制方式,仿真实现了载荷120Gb／s、标记10Gb／s的传输速率。分析了信号的消光比（ER）对误码率（BER）的影响,仿真结果表明...     

一种基于PON技术的光传输系统方案设计

简要介绍了无源光网络(PON)的工作原理,提出了一种基于PON技术的光传输系统的系统组成,对系统的网络分布结构、传输方式、传输业务类型、帧结构、带宽分配、测距等方面的设计进行了说明,并给出了系统的OLT、ONU原理框图.