结构参数对二维光子晶体波导慢光特性的影响

为了设计具有更好慢光特性的光子晶体结构,分析了结构参数对光子晶体线缺陷波导结构慢光特性的影响. 通过改变缺陷柱的位置和大小,用平面波展开法(PWE)分析了导模频率和群速度及色散. 分析结果表明,缺陷柱的大小和介电常数的变化对导模的慢光值影响更大,而缺陷柱位置的变化则能优化慢光的群速度色散特性. 根据结论,通过对波导结构进行针对性调整,可得到具有更好慢光特性的新型光子晶体结构.     

慢光技术及其在微光学陀螺中的应用

慢光技术作为一种使光速降低的技术,有很多应用领域。集成光学陀螺近年来由于其具有微型化,重量轻,性能稳定等优点而受到研究者的广泛关注。而在集成光学陀螺中能否进一步提高其的测试精度是一个关键问题。本文描述了将慢光应用于微光学陀螺增加其测试精度的物理机理,并给出了慢光效应应用于微光学陀螺的研究进展状况和主要研究方向,最后讨论了其发展前景。     

光子晶体光纤在1.4μm处光谱展宽的实验研究

采用输出波长为1.4μm的光参量放大器(OPA)作为泵浦源,泵浦0.2 m长的光子晶体光纤,观察到光谱展宽现象.实验得到的光谱宽度达58.4 nm(1.370 8~1.429 2μm),比OPA输出的光谱宽度(30.4 nm)展宽28 nm.     

一维光子晶体光开关的研究

由掺杂非线性介质的一维光子晶体形成光开关,并利用传输矩阵法对其特性进行了分析。研究发现,该结构可以很好地完成光开关的功能。     

光子晶体光纤的色散特性分析

从麦克斯韦方程组出发,利用有限元方法,分析光子晶体光纤的色散特性。在考虑纯石英材料自身色散的前提下,计算光子晶体光纤的模场分布,基模有效折射率和色散系数等参数。结果表明,调节空气孔直径d和包层空气孔间距∧的大小,改变空气孔填充介质的折射率n,可以有效地控制光子晶体光纤的色散,为光子晶体光纤的设计和制造提供了理论依据。     

介电常数连续变化的含左手介质一维光子晶体

研究了一种包含左手材料的介电常数在一个单元内从-ε0到ε0连续变化的一维光子晶体,通过理论分析和数值计算,得到了该结构的色散关系．结果表明：即使在可见光区域该结构也存在一个很大的带隙．     

二维光子晶体线缺陷特性的FDTD分析

将时域有限差分方法(FDTD)用于二维光子晶体线缺陷特性研究.以二维光子晶体TE模作为研究对象,计算了近红外电磁波在光子晶体直线缺陷内的透射率分布及在具有拐弯的线缺陷光子晶体内拐角处透射率分布.结果表明,处于禁带内的电磁波能在线缺陷内传播,且在拐角处能耗较小.计算了处于带隙内的单频时谐波在几种线缺陷结构内的传播行为及电场分布,从电场值分布仍可得到单频时谐波在拐角处能耗小的结论.     

二维三角介质柱光子晶体能带特性分析

利用平面波展开法计算空气背景中由圆形、正六边形和正方形介质柱构造的二维三角格子光子晶体的带隙结构,并研究介质折射率、光子晶体直径与晶格常数的比值对光子带隙宽度的影响。通过理论计算表明,Si和Ge这两种材料制成的光子晶体中,只有方柱模型的光子晶体才能产生完全光子禁带。     

利用光子晶体光纤产生光孤子压缩态

利用强度相关的自相位调制效应从实验中得到了光孤子幅度压缩态.实验装置主要部分为非对称的Sagnac干涉仪,光脉冲通过PC/FC接头连接到分光比为90:10的耦合器,耦合器与40m长的光子晶体光纤形成干涉环.在合适的输入功率下,干涉仪的输出端可以得到光孤子幅度压缩态.利用零拍平衡探测系统对光孤子幅度压缩态进行了检测,检测部分包括50/50分束器、2个低噪声光电探测器和1个加减法器与频谱分析仪.测得输入Sagnac环和输出Sagnac环光强分布曲线,以及以散粒噪声为基准的信号噪声的相对曲线,计算产生的光孤子振幅压缩态压缩率为1.6 dB.实验数据分析表明,选择合适的光子晶体光纤,能进一步增大压缩率.     

光子晶体光纤的色散特性分析

从麦克斯韦方程组出发,利用有限元方法,分析光子晶体光纤的色散特性。在考虑纯石英材料自身色散的前提下,计算光子晶体光纤的模场分布,基模有效折射率和色散系数等参数。结果表明,调节空气孔直径d和包层空气孔间距∧的大小,改变空气孔填充介质的折射率n,可以有效地控制光子晶体光纤的色散,为光子晶体光纤的设计和制造提供了理论依据。     

包层空气孔为正六边形的塑料光子晶体光纤色散特性分析

介绍了光子晶体光纤的特点和分类。为了进一步分析塑料光子晶体光纤中各参数对塑料光子晶体光纤色散性能的影响,利用RsoftCAD软件中的Fullwave模块对不同参数的塑料光子晶体光纤进行模拟计算,通过时域有限差分（FDTD）法对包层空气孔为六边形的塑料光子晶体光纤色散特性进行分析,给出了塑料光子晶体光纤色散特性随孔间距、孔大小等参数变化的一般规律。通过对塑料光子晶体光纤的包层结构进行多组比较,以便为实际塑料光子晶体光纤的制作与研发提供理论依据。     

碳化硅与氮化硅一维光子晶体的模拟

根据白光发光二极管(LED)的发光特点,在LED蓝光光源和荧光粉之间,设计了碳化硅与氮化硅一维光子晶体,对蓝光的频率进行有选择的透射,而其他频率的光,则尽可能地增加反射,从而提高出光效率.     

基于光子晶体波导的宽带低色散慢光特性研究

针对慢光较大的带宽和较小的群速度色散难以同时存在的问题,本文对线缺陷眼形空气孔光子晶体波导进行研究。为实现光子晶体波导宽带、低色散慢光传输,对于二维三角晶格线缺陷空气孔散射元光子晶体波导,利用眼形孔代替线缺陷两侧的第一排圆形空气孔,并调节圆形空气孔半径,调整眼形孔形状、尺寸和位置,获得了低色散的宽带慢光,同时采用平面波展开法进行数值分析。分析结果表明,在平均群折射率值变化为±10%的慢光线性区域,获得的归一化延迟带宽积最大值可以达到0.366,而线缺陷波导获得的最大带宽为22.5nm,最小群速度色散为2.54ps2/mm,最高群折射率数可以达到33.5。本研究结构简单,易于集成,在信号处理和数据缓存方面具有较好的应用价值。     

准周期结构一维光子晶体的透射谱

提出了折射率和层厚分别递增或递减的准周期一维光子晶体结构,并用传输矩阵计算了此类准周期光子晶体的透射谱,其光子带隙均相对于周期性光子晶体带隙产生了移动。当折射率递变时,移动方向与递变符号有关。当层厚递变时,光子带隙均向长波方向移动。光子带隙移动量的大小随周期数的增加而增加。     

基于二维光子晶体薄膜板的天线补偿材料及结构设计

根据二维光子晶体的周期性结构对于移动通信中的天线信号进行补偿,对电磁波而言,在介电质中传播,所遇介电常数反差如同电子在晶体中的周期性位势.基于电子柬微影法通过光阻进行基板刻蚀技术经曝光显影后所制成的金属氧化物补偿材料压制成薄膜结构,利用二维光子晶体所形成的周期性排列结构,制作薄膜材料.对射频电渡进行滤波.在介质层表面的电场分布可以通过边界条件求得,对材料表面的TE波及TM渡分别进行分析.通过常用材料及成熟的制造技术实现传统的光学晶体补偿结构,减少天线在不同方向上所形成的偏差,并增强相应的极化透射强度.     

空芯光子晶体光纤的纤芯设计及特性研究

为了研究纤芯形状和大小对光纤特性的影响,设计了2种纤芯形状的7芯空芯光子晶体光纤(HC-PCFs),并与传统的十二边形纤芯的HC-PCFs进行了对比.运用有限元法进行仿真计算,结果表明:内凹圆化型纤芯的HCPCF比普通十二边形的HC-PCF具有更低的泄漏损耗和波导色散,而内凹直线型纤芯的HC-PCF具有特别的波导色散特性,新设计的纤芯结构未来可用于大容量光通信、光孤子传输以及色散补偿中.