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基于双各向异性超构表面的多样化表面波

中国光学 2021年第4期14卷 782-791页

作者：游欧波高文龙刘亚超项元江张霜香港大学物理學系中国香港香港大学電機電子工程系中国香港湖南大学物理与微电子科学学院中国长沙410082 Department of Physics Paderborn UniversityWarburger Straße 100Paderborn Germany33098 深圳大学微纳光电子学研究院中国深圳518060

基于结构化的金属表面,即超构表面,所获得的表面波最近得到了广泛关注。它们在各种不同的频率下在集成光学回路、成像以及生物检测中都有着良好的应用前景。本文中,我们展示了一种由双各向异性超构材料单元构成的超构表面可以支持多种... 详细信息

基于结构化的金属表面,即超构表面,所获得的表面波最近得到了广泛关注。它们在各种不同的频率下在集成光学回路、成像以及生物检测中都有着良好的应用前景。本文中,我们展示了一种由双各向异性超构材料单元构成的超构表面可以支持多种不同偏振模式的表面态。这个结构拥有D_(2d)点群对称性,包括了在xz和yz面内拥有镜面对称,以及在y=±x方向上拥有C_(2)旋转对称性。基于这种对称性,这个超构表面可以在k_(x)和k_(y)方向上支持横电模(TE)以及横磁模(TM)的同时支持在k_(y)=±k_(x)方向上的纯纵模以及椭偏的横电磁模(TEM)。这种超构表面上的多种表面模式可能会产生新的表面波现象以及器件应用。

关键词：表面等离子体激元超构表面双各向异性横电模横磁模

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TM模式同轴布喇格结构频率响应研究

半导体光电 2017年第2期38卷 216-220页

作者：王玲玲丁学用三亚学院理工学院海南三亚572022

基于多波耦合理论,利用Fortran编程软件,以TM模式为工作模式,对工作在太赫兹频段的开正弦槽同轴布喇格反射器的频率响应进行了仿真研究。研究结果表明,在高频高阶TM模式下,竞争模式和所需工作模式带隙之间的带隙重叠可以通过初始相位差... 详细信息

基于多波耦合理论,利用Fortran编程软件,以TM模式为工作模式,对工作在太赫兹频段的开正弦槽同轴布喇格反射器的频率响应进行了仿真研究。研究结果表明,在高频高阶TM模式下,竞争模式和所需工作模式带隙之间的带隙重叠可以通过初始相位差的逐渐增大得到明显改善;频响特性曲线的残存旁瓣可通过加窗技术得到有效抑制;加正圆锥或者倒圆锥渐变波纹时,工作模式影响较小,竞争模式会相应地偏离中心频带,对带隙重叠的分离也有一定的影响。研究为同轴布喇格反射器在太赫兹领域以TM模式工作提供了可能性。

关键词：同轴布喇格反射器太赫兹横磁模频率响应

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三腔渡越管振荡器高频结构的解析研究

强激光与粒子束 2000年第4期12卷 491-496页

作者：范植开刘庆想刘锡三何琥邓仕珏中国工程物理研究院应用电子学研究所

从圆柱坐标系下Ｂｏｒｇｎｉｓ位函数的齐次标量Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ方程出发，引人慢波驻波概念及其场表达式，利用Ｂｏｒｇｎｉｓ位函数的边界条件及相邻子区公共界面上的场匹配条件，导出了三腔渡越管振荡器内角向均匀ＴＭ模的色散关... 详细信息

从圆柱坐标系下Ｂｏｒｇｎｉｓ位函数的齐次标量Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ方程出发，引人慢波驻波概念及其场表达式，利用Ｂｏｒｇｎｉｓ位函数的边界条件及相邻子区公共界面上的场匹配条件，导出了三腔渡越管振荡器内角向均匀ＴＭ模的色散关系及场分布的解析表达式。运用该解析法求得三腔渡越管振荡器的谐振频率与实验中测得的微波频率一致，求得的场分布与数值法得到的场分布十分吻合。

关键词：渡越管振荡器横磁模色散关系高频结构

AlGaN基深紫外倒装LED光提取效率的研究

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AlGaN基深紫外倒装LED光提取效率的研究

作者：王安生南京大学

学位级别：硕士

在紫外半导体光源研究领域,紫外发光二极管(Ultraviolet Light-Emitting Diodes—UV LED)的发展是一个重要的课题。其影响及应用非常广泛:UV LED在生物医学领域,紫外线与皮肤免疫系统的功能、电离DNA等有着千丝万缕的联系;UV LED在杀菌... 详细信息

在紫外半导体光源研究领域,紫外发光二极管(Ultraviolet Light-Emitting Diodes—UV LED)的发展是一个重要的课题。其影响及应用非常广泛:UV LED在生物医学领域,紫外线与皮肤免疫系统的功能、电离DNA等有着千丝万缕的联系;UV LED在杀菌、水或空气净化有非常重要的应用,紫外光对多种致病性微生物具有很高的灭活能力;另外UV LED的紫外光在高密度光记录光源、荧光分析系统和相关信息传感、紫外通讯系统等领域也有非常广泛的应用。目前研究表明基于AlGaN基的深紫外发光二极管(DUV LED)的光提取效率(Light Extraction Efficiency——LEE)是相当低的。基于AlGaN基的DUV LED具有独特的光学偏振特性,尤其是A1组份不断上升(波长变短),光的偏振从横电(Transverse-Electric,TE)变为横磁(Transverse-Magnetic,TM)模式。AlGaN的折射率(n约为2.5)与空气的折射率(n=1)相差巨大,TM偏振光主要沿横向传播,由于界面入射角较大,在不同材料界面处发生全反射作用导致LEE很低。在本研究中,我们使用了数值模拟方法对AlGaN基深紫外LED的LEE进行了研究。本论文的主要工作内容和成果如下:1)倒装深紫外LED TM模的LEE很低,效率不足1%,要比TE模的LEE低十倍以上,这主要是由LED芯片结构材料与空气折射率存在巨大差异造成的。2)对提升深紫外LED LEE的方式做了系统的仿真,提升LEE方式包括图形化蓝宝石衬底(Patterned Sapphire Substrate——PSS)、刻蚀AlN和n-AlGaN、去除蓝宝石和AlN、透镜封装。其中对同一个LED进行去除蓝宝石和AlN,在n-AlGaN表面刻蚀(刻蚀形状为四棱锥)、并加以透镜封装的LED LEE最高,TM模的LEE高达47.9%,TE模的LEE高达83.9%。另外对同一个LED进行PSS(刻蚀形状为四棱锥)、氮化铝刻蚀(图形化形状为四棱锥)并加以透镜封装得到的两种模式LEE同样很高,TM模的LEE高达43.1%,TE模的LEE高达54.7%。3)通过改变DUV LED蓝宝石和氮化铝两层刻蚀的形状进而提升LED的LEE。仿真图形的形状包括三棱柱、四棱锥、六棱锥、圆锥、圆柱、半球、圆柱和圆锥组合体、圆柱和半球组合体。其中三棱柱、四棱锥和六棱锥都是可以达到覆盖率100%的效果,并且对LEE的提升呈现递增趋势。六棱锥的刻蚀形状对UV-LED的LEE效果最显著,在p-GaN厚度为零时,TM模的光提取效率高达53.1%,TE模的光提取效率同样较高达到70.4%。而其他几种底面图形为圆形的形状无法实现100%覆盖材料界面,覆盖率会对光提取效率造成一定的影响。

关键词：深紫外发光二极管横磁模光提取效率刻蚀形状透镜倒装全反射

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完美的环状光束:表面发射光纤激光器

中国光学 2015年第4期8卷 673-674页

无论在基础科学研究还是实际应用中,光纤激光器都有其独特的应用。目前包括连续波、锁模、调Q以及单频设计在内的多种光纤谐振腔型使不同性能的激光器大大增多。这些激光器利用光纤的波导特性提高增益,产生高光束质量、低发散角的轴向... 详细信息

无论在基础科学研究还是实际应用中,光纤激光器都有其独特的应用。目前包括连续波、锁模、调Q以及单频设计在内的多种光纤谐振腔型使不同性能的激光器大大增多。这些激光器利用光纤的波导特性提高增益,产生高光束质量、低发散角的轴向光束。

关键词：光纤激光器光束质量谐振腔锁模光纤包层增益介质连续波基础科学研究横磁模横电模

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混合槽波导的限光能力和传输损耗的研究

西安文理学院学报（自然科学版） 2019年第6期22卷 9-13页

作者：彭少勇刘友文南京航空航天大学理学院

传统的5层低折射率槽波导可以将光限制在纳米量级的中间低折射率层中.为了进一步减小波导的横向模式宽度,用金属层代替低折射率槽波导的最外层,构建了5层金属/高折射率/低折射率/高折射率/金属对称混合槽波导,利用解析的方法比较了混合... 详细信息

传统的5层低折射率槽波导可以将光限制在纳米量级的中间低折射率层中.为了进一步减小波导的横向模式宽度,用金属层代替低折射率槽波导的最外层,构建了5层金属/高折射率/低折射率/高折射率/金属对称混合槽波导,利用解析的方法比较了混合槽波导结构与低折射率槽波导结构的光学限制能力.结果表明,通过用金属层替换低折射率槽波导的最外层,可以获得更强的光限制能力和更窄的模式.同时也对混合槽波导结构的传播损耗做了研究,发现混合槽波导有较低的传播损耗.

关键词：混合槽波导限光能力传输损耗横磁模