飞秒激光直写磁光玻璃波导研究

用飞秒激光在硼铝硅酸盐类磁光玻璃中直写光波导 。对比了 飞秒激光在TG20和TG28两种Tb³⁺浓度不同的硼铝硅酸盐玻璃中的磁光波导的效果 ,并研究 了飞秒激光脉冲的能量和偏振对波导的模式以及Verdet常数的影响。实验结果表明,圆偏振 光具有更低的 阈值能量,且诱导的折射率增量高于同功率的线偏振光,首次在实验上证明飞秒直写加工硼 铝硅酸盐磁光 玻璃时,折射率的改变主要源于离子键的三或四光子吸收过程。磁光系数测量表明, 飞秒激光的功 率与偏振对TG28中波导Verdet常数的影响较弱,Verdet常数损失量小于体材料的15%,而在TG20中 却可以达到70%。实验结果表明,TG28比TG20更适用于飞秒激光加工 磁光微结构,即通过对 磁光玻璃中掺杂离子浓度的选择,可以实现高磁光系数、高折射率调制的光学微结构的制备 。     

磁光法拉第和克尔效应原理及其测量

介绍了磁光法拉第效应、克尔效应原理及有关的测量方法。     

磁光调制实验研究

法拉第在研究电磁和光学的实验现象时,发现了一种现象:当一束平面偏振光穿过某一介质时,如果在此介质中外加磁场的方向平行于光的方向,就会发现光的振动方向经过该介质后偏振方向转过一个角度,这种现象被称作法拉第效应。本文即通过实验采用控制变量的方法,找出光的偏振方向发生改变的原因,从而验证理论。     

梯形截面介质光波导的模方程

本文简化了有效折射率法和WKB法对梯形截面介质光波导传输特性的分析过程,给出了计算E_(mn)~X模有效折射率的近似模方程,并用数值计算结果和实验结果检验了该模方程的精度。     

任意形状光波导中导模的数值分析

本文综述作者研究任意形状光波导中导模数值分析的一些主要结果，并对Ｇｏｅｌｌ方法、二维Ｆｏｕｒｉｅｒ分析法和Ｈｅｒｍｉｔｅ－Ｇａｕｓｓ展开法作了比较。     

法拉第手征圆波导电中混合模的传输特性

本文研究了法拉第手征圆波导中混合模的传输特性，而在这种双各向异性复杂导波结构中，传输模的横向场分量仍可以用纵向场分量来表示，用Ｍｕｅｌｌｅｒ求根法分析了不同阶混合模的色散和衰减特征，以及不同本构参数对混合模传播特性的影响。     

集成光学用单模磁光波导薄膜

采用双层（ＢｉＡｌ）ＹＩＧ膜结构来制作单模磁光波导。通过改变外延生长工艺来调节两层薄膜的折射率，可在一定波导的厚度范围内实现单模传输。Ｘ射线衍射测量表明薄膜质量良好，且易磁化方向平行膜面，最后利用棱镜耦合，观察了波导中的暗ｍ线。     

高斯光束—光波导的耦合

本文研究了 Si基 Si O2 光波导与高斯光束之间的耦合。用有效折射率法计算了波导 TE模基模的分布 ;实验测试了与光斑直径小于 10 μm的高斯光束的耦合位置允许误差。结果表明归一化耦合比在5 0 %以上时 ,x- y方向的位置误差应该在± 5μm内 ,z方向位置误差在± 2 0 0μm。     

法拉第手征圆波导中混合模的传输特性

本文研究了法拉第手征圆波导中混合模的传输特性，而在这种双各向异性复杂导波结构中，传输模的横向场分量仍可以用纵向场分量来表示，用Ｍｅｌｌｅｒ求根法分析了不同阶混合模的色散和衰减特征，以及不同本构参数对混合模传播特性的影响。     

光波导-单模光纤的直接耦合

实现光波导－单模光纤的耦合是各种集成光学器件从实验室走向实用化的关键，耦合效率的高低直接影响到各种集成光学产品的性能。本文在分析影响耦合效率的主要因素的基础上，对现有的几种光波导－光纤耦合方式作了进上步的分析和比较。     

无源光纤脉冲磁场传感器的研制

研制了一种利用BiCaVIG晶体的磁光式光纤磁场传感器,并给出了传感头的基本结构。实测结果表明,在非线性小于±5%时传感器的线性动态范围优于70dB,噪声等效磁感应强度为1.5μT,传感器可用于脉冲弱磁场的测量。采用频谱分析的方法,测出了一种BiCaVIG晶体的法拉第效应动态响应特性,其-3dB频带宽度约为DC～200kHz。     

矩形波导中模式分类的讨论

矩形波导是工程上最常用的导波结构,也是电磁场与微波教学中最重要的内容之一。本文讨论矩形波导中的模式分类,使用纵向分量法求解电磁场的各分量,利用边界条件确定未知参数,根据本征函数正交性证明矩形波导中不存在纵向电场、纵向磁场同时存在的混合模式。本文讨论的模式分类内容可以做为电磁场以及微波等相关课程教学中的有益参考.     

HTS 毫米波介质谐振器高阶模耦合计算

本文主要分析计算８ｍｍＨＴＳ（Ｈｉｇｈ Ｔｃ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜ＴＥ０１３高阶介质谐振器的耦合过程。通过采用ＨＴＳ膜的实验装置对计算模型进行验证,表明理论计算可以给出正确的参数变化趋势。由于ＨＴＳ的交流电阻接近零的效果,外电路的Ｑｏｕｔ值和耦合系数的变化均非常敏锐,说明了采用ＨＴＳ的高阶模介质谐振器,比一般谐振器对耦合的灵敏度高,ＨＴＳ介质谐振器的理论计算Ｑ值可达到１０＾６以上。     

BSO晶体光纤的法拉第磷光效应

研制出具有法拉第磁光效应的BSO晶体光纤,利用光线分析和琼斯矩阵方法对BSO晶体光纤进行了理论分析和实验验证。结果表明,这种新型光纤可以在磁光调制、磁场(或电流)传感等方面得到应用。     

多径衰落信道的分数布朗运动模型

本文旨在将分形理论引入多径衰落信道的研究,从非线性科学的角度出发建立了多径信道的分数布朗运动模型.通过探讨多径信号的增量统计分布、统计自相似性、广义功率谱和分形维数,揭示了多径衰落与分数布朗运动间的内在联系;指出信号的分维是描述无线信道传播特性的重要参数;在分形模型的基础上,对多径信号进行了重构.实验结果表明,无线信道的分数布朗运动模型比传统的随机模型能更有效地刻划和描述多径衰落的行为.     

平面阵列光学波导模式特性及其光强传输分析

分析了平面阵列波导的模式特性.其导波模式为周期性调幅的平面波(Bloch波).阵列波导输入/输出波导结构是影响其传输特性的重要因素.采用扇形过渡波导结构以提高阵列波导输入/输出端口芯区宽度与波导周期宽度的比值,可降低阵列波导光强的传递损耗.并可改善布里渊区入射/出射波的损耗非均匀性.采用低折射率差的波导芯区/包层结构可降低波导对光波的限制,提高光强的传输效率     

PMMA脊形光波导的设计与场分析

利用有效折射率法（EIM）理论设计了有机聚合物脊形光波导结构,并分析光波导中传输的模式场,确定出光波导结构的适宜尺寸范围。光波导结构中分别选用PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）与PDMS（聚二甲基硅氧烷）作为波导层与包层的材料,用光漂白法来实现脊形波导结构。首先利用EIM法分析脊形波导区的宽度与高度之间的关系对归一化色散曲线的影响,以及波导层与包层的折射率匹配的影响,然后又通过分析波导区传输的基模场来讨论传输的损耗问题。研究发现波导结构的脊宽与脊高之比w／d越大,其有效折射率neff越大,而此结构尺寸又需约束在一定范围内,否则将造成很大的传输损耗。     

交变磁场传感器法拉第屏蔽的研究

为了更有效的接收所需信号,我们除了进一步提高传感器本身的性能外,还要消除一些不必要的干扰.在检测低频交变磁场而且磁场信号极其微弱时,首先要选用高性能的交变磁场传感器将交变磁场信号转换为电信号,然后采用一系列的选频放大等电子技术,这样在两者之间就会产生不必要的电场耦合,影响对有用信号的准确测量,为了阻断该电场耦合,对交变磁场传感器采用法拉第屏蔽是不可或缺的重要环节.     

THE COMBINED EFFECTS OF GYROTROPY AND CHIRALITY IN CIRCULAR FARADAY CHIROWAVEGUIDES

Based on the method of separating variables and the technique of Muller's calculating roots, the propagation characteristics of hybrid modes in homogeneous and inhomogeneous circular Faraday chirowaveguides are examined in detail. Numerical results are presented to demonstrate the combined effects of different constitutive parameters on the mode bifurcation, symmetry and nonreciprocity, backward-wave and attenuation of hybrid modes, which are different from the cases of ordinary gyrotropic and reciprocal chiral waveguides.     

高精确度光纤磁场传感器的研究

分析了基于法拉第效应的高精度光纤磁场传感器的理论基础和偏振结构 ,选择了灵敏度高、动态范围大的磁光晶体 ,并采用计算机模拟技术优化设计和评估性能 ,在 2GHz的频率范围内 ,实验结果与计算机模拟结果是一致的