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基于光子晶体耦合波导的宽带慢光研究

光学学报 2012年第2期32卷 162-166页

作者：张伟王智勇王文超杨辉邱琪电子科技大学光电信息学院四川成都610054

提出了在完整三角晶格光子晶体中引入两线缺陷构成的耦合型波导结构。通过分析谱带形对不同结构参数的依赖关系,在最优化的光子晶体耦合波导中,找到了一种独特的、群速近似为零的谱带。通过对波导宽度的啁啾实现了不同频率光的色散补偿... 详细信息

提出了在完整三角晶格光子晶体中引入两线缺陷构成的耦合型波导结构。通过分析谱带形对不同结构参数的依赖关系,在最优化的光子晶体耦合波导中,找到了一种独特的、群速近似为零的谱带。通过对波导宽度的啁啾实现了不同频率光的色散补偿,最终得到了带宽为13.24nm、平均群折射率为28的宽带理想慢光,并进一步采用二维时域有限差分(FDTD)算法进行了验证。数值分析结果表明,高斯脉冲在耦合波导中传输后的相对时域展宽低于10%。

关键词：集成光学光子晶体耦合波导色散补偿慢光

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圆弓形散射元构建的耦合波导的慢光特性研究

光学学报 2015年第3期35卷 136-144页

作者：万勇韩文娟贾明辉云茂金郭月孙蕾青岛大学物理科学学院山东青岛266071

选取高品质因数的圆弓形散射元微腔构建耦合波导,通过改变散射元参数和耦合腔散射元平移等方法,得出光子晶体耦合腔波导结构的慢光变化规律,并实现很好平带下的极高群折射率。模拟结果显示,不同微腔个数的耦合波导,通过调整短轴/长轴之... 详细信息

选取高品质因数的圆弓形散射元微腔构建耦合波导,通过改变散射元参数和耦合腔散射元平移等方法,得出光子晶体耦合腔波导结构的慢光变化规律,并实现很好平带下的极高群折射率。模拟结果显示,不同微腔个数的耦合波导,通过调整短轴/长轴之比和散射元平移等方式,不仅可以获得各种平带慢光曲线,还可以获得群折射率从4.10×104到1.35×105的超低慢光结构。

关键词：集成光学圆弓形散射元慢光耦合波导光子晶体

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利用耦合波导列提高光子晶体波导辐射

物理学报 2009年第2期58卷 1020-1024页

作者：王琼崔一平闫长春张玲玲张家雨东南大学电子科学与工程学院先进光子学中心南京210096

将耦合波导列应用于光子晶体单模波导,提出一种提高光辐射的光子晶体结构.基于时域有限差分方法的理论研究表明,当将耦合波导列附加到单模光子晶体波导出口端的适当位置,使出射光分成若干强弱不一的光束,这些光束在传播空间通过干涉形... 详细信息

将耦合波导列应用于光子晶体单模波导,提出一种提高光辐射的光子晶体结构.基于时域有限差分方法的理论研究表明,当将耦合波导列附加到单模光子晶体波导出口端的适当位置,使出射光分成若干强弱不一的光束,这些光束在传播空间通过干涉形成一定程度的汇聚,大大提高了光子晶体波导在水平方向的光辐射效率.另外,当耦合波导列的行数大于某固定值(2N=8)时,辐射质量基本保持不变,由此可获得最紧凑的器件结构.这种类型光子晶体在近场光学和集成光学等诸多方面有潜在的应用价值.

关键词：光子晶体波导光辐射波导列耦合波导

一种新型基于光子晶体异质结耦合波导的全光开关的设计

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量子电子学报 2011年第3期28卷 369-374页

作者：缪路平徐旭明杨春云叶涛南昌大学物理系江西南昌330031

基于电磁波在光子晶体耦合波导中的传输特性,建立了一个光开关模型。利用耦合模理论、平面波展开法,计算耦合介电柱不同折射率时的耦合长度。以有限时域差分法为研究工具,分析介电柱折射率为3和3.4时光波的输出状况,以及两种异质结构位... 详细信息

基于电磁波在光子晶体耦合波导中的传输特性,建立了一个光开关模型。利用耦合模理论、平面波展开法,计算耦合介电柱不同折射率时的耦合长度。以有限时域差分法为研究工具,分析介电柱折射率为3和3.4时光波的输出状况,以及两种异质结构位置分布对光开关功能的影响。结果表明介电柱折射率为3.4时改变光开关的功能,而异质结构位置分布不改变光开关的功能。利用此特性可以在光开关的设计中有更多灵活性。

关键词：光通信光子晶体光开关耦合波导异质结

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耦合波导管本征值的讨论

物理学报 1966年第7期 809-826页

作者：顾福年江西大学

本文对文献提出一些不同的见解,对联系边界条件有另外的提法,在处理方法上亦有不同。本文认为耦合槽可以分为浅槽和深槽两种形式,首先对槽口的电场作了近似估计,然后用格林张量函数求出矩形和圆形波导耦合时的电磁场,再用边界条件得出... 详细信息

本文对文献提出一些不同的见解,对联系边界条件有另外的提法,在处理方法上亦有不同。本文认为耦合槽可以分为浅槽和深槽两种形式,首先对槽口的电场作了近似估计,然后用格林张量函数求出矩形和圆形波导耦合时的电磁场,再用边界条件得出本征方程;对于本征方程,认为可以用两个电路的导纳相等来理解。本文亦对耦合波导管的传输常数和原有波导管传输常数加以讨论,最后再对某些应用上的问题加以简单的讨论。

关键词：耦合波导电磁场浅槽深槽槽口边界条件电磁学河床地形传输常数传播常数电场矩阵本征值特征值

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飞秒激光制备光纤耦合波导传感器

飞秒激光制备光纤耦合波导传感器

作者：林初跑深圳大学

学位级别：硕士

光纤传感器已经广泛应用于物理、生物以及化学量的测量。为了使光纤器件具有更小的尺寸,在光纤包层中集成更多的波导成为近年来的研究热点。本论文主要针对光纤集成耦合波导传感器和飞秒激光直写光波导技术进行研究。主要内容如下:1.介... 详细信息

光纤传感器已经广泛应用于物理、生物以及化学量的测量。为了使光纤器件具有更小的尺寸,在光纤包层中集成更多的波导成为近年来的研究热点。本论文主要针对光纤集成耦合波导传感器和飞秒激光直写光波导技术进行研究。主要内容如下:1.介绍了飞秒激光直写光波导技术的发展、基于激光波导直写技术的器件制备及其应用,综述了光纤耦合波导器件的制备以及其近年来在传感领域的应用。介绍了飞秒激光与透明物质的非线性作用、详细介绍了在高重复频率激光作用下的热累积效应以及平行波导之间的耦合模理论。2.探索、优化了低重复频率脉冲激光(1kHz和200kHz)在光纤内直写的光波导性能,实现了光在激光波导中的低损耗传输1.2d B/cm。对在紧聚焦物镜作用下得到的飞秒激光波导截面的折射率分布进行了分析,正折射率调制高达0.010,负折射率调制高达0.025。研究了激光波导的近场模场特性进行以及布拉格光栅波导的写制。3.提出、设计并制备了单模光纤耦合布拉格光栅波导传感器。优化了布拉格光栅波导的写制参数,在单模光纤内制备X型耦合器,成功将光从光纤轴心耦合到邻近光纤表面。写制布拉格光栅波导,成功将传感器应用于周围介质折射率的测量,并分析了光纤表面波导的偏振特性、温度传感特性。4.提出、设计并制备了光子晶体光纤耦合波导传感器。介绍了飞秒激光辅助的选择性填充技术,从特种光纤的熔接,到光纤精密切割,再到飞秒激光选择性开孔。光子晶体光纤耦合波导传感器中支持多个模式的传输,同时集成了液体-固体耦合波导和多模干涉仪,成功应用于温度-应变的同时测量,温度和应变的灵敏度分别高达14.73nm/℃和12.01pm/με。运用有限元分析法对混合型耦合波导进行仿真建模,计算材料的色散曲线,分析混合型耦合波导的传输模式,研究液体波导与固体波导的相位匹配条件以及计算混合耦合波导的理论温度灵敏度。仿真结果表明,光子晶体光纤耦合波导传感器的温度灵敏度为14nm/℃,与实验结果具有非常高的吻合度。5.提出、设计并制备了空芯光纤耦合波导传感器,在空芯光纤内写制激光波导并利用飞秒激光烧蚀在光纤上构建微流通道对,实现了对分析液折射率的实时测量。研究了传感器的折射率响应特性,其折射率灵敏度高达-112743 nm/RIU。理论上,运用基于有限元方法的仿真,计算得到传感器的折射率灵敏度为-108016nm/RIU,与实验中得到的灵敏度具有非常高的吻合度。

关键词：飞秒激光直写混合型波导耦合波导光纤波导器件

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缝耦合波导可变功率分配器

火控雷达技术 1980年第4期 113-122页

作者：任凤林

近年来,一种可变功率分配器（VPD）作为通信卫星上的天线增益控制单元受到重视。本文就卫星上用的、基于新的作用原理提出的缝耦合波导形VPD的方案进行了讨论。这种VPD是在过去的短缝方向耦合器的耦合部加载环形闭锁铁氧体而构成,它具... 详细信息

近年来,一种可变功率分配器（VPD）作为通信卫星上的天线增益控制单元受到重视。本文就卫星上用的、基于新的作用原理提出的缝耦合波导形VPD的方案进行了讨论。这种VPD是在过去的短缝方向耦合器的耦合部加载环形闭锁铁氧体而构成,它具有小型、轻量,低耗的优点。本文根据铁氧体的加载耦合部的TE20模和TE20模相互干涉的原理,用近似模型在理论上说明了不需要匹配单元可以得到特性较好的功率分配作用,实验证明了理论的正确性。其主要特性:在20.0～22.0GHz频段,反射损耗为20db以上,方向性为20db,插入损耗为0.2db以下。

关键词：铁氧体加载电磁场电磁学功率分配器耦合波导相移常数相位常数藕合器 TE

实现暗态的三芯耦合波导设计及其非线性脉冲传输特征

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光学与光电技术 2011年第3期9卷 44-47页

作者：琚兰兰王文峰湖北大学物理学与电子技术学院湖北武汉430062

暗态效应被广泛应用于量子信息处理。通过纤芯结构的设计,在三芯耦合波导中实现了该量子效应,并数值研究了非线性对暗态的影响。研究发现,在几个耦合长度内,当波导1中的输入为归一化功率等于1的低能量光脉冲时,波导2与3中没有光传输;当... 详细信息

暗态效应被广泛应用于量子信息处理。通过纤芯结构的设计,在三芯耦合波导中实现了该量子效应,并数值研究了非线性对暗态的影响。研究发现,在几个耦合长度内,当波导1中的输入为归一化功率等于1的低能量光脉冲时,波导2与3中没有光传输;当入射光的归一化功率增大到1 000时,波导2与3中依然没有明显光传输,且对比度超过4个数量级。然而,后者的非线性效应已很显著。计算分析表明,非线性效应本身即可在三芯耦合波导中产生暗态效应,实验观测到的暗态消失不能归结于"非线性对暗态成立条件的破坏",更不能从暗态的变化来定量研究非线性对暗态的影响。

关键词：暗态非线性耦合波导脉冲传输量子信息

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关于耦合波导理论的边界条件

中国科学技术大学学报 1976年第Z1期 203-207页

作者：黄宏嘉上海光机所

在1973年2期的《中国科学技术大学学报》上发表了吴志元同志的文章“对耦合波导理论内边界条件的修正”[文1];他认为[文2]中的边界条件包含有错误,于是引入不均匀系数K,用以代替原来边界条件中的电容系数C。本文的目的是指出以下几点:(1... 详细信息

在1973年2期的《中国科学技术大学学报》上发表了吴志元同志的文章“对耦合波导理论内边界条件的修正”[文1];他认为[文2]中的边界条件包含有错误,于是引入不均匀系数K,用以代替原来边界条件中的电容系数C。本文的目的是指出以下几点:(1)耦合波导理论中的边界条件只是在厚槽即δ《σ《λg的条件下才成立。[文1]认为薄缝和厚槽的情形一样,都可当作只包Hz和Eφ两个埸分量的局部准稳埸来处理,这在概念上是错误的,它忽视了这种做法的前提。(2) [文1]计算了槽缝的中心线上开口处和内部电埸的比值Eφ/Eφ(或1/K)。实际上,当接近槽口的两端时,(?)/(?)→∞!(K→0 !).因而,考虑到埸沿δ方向的变化,[文1]的主要结果(1≤K≤1.288)是错误的。(3)由于埸沿δ变化,耦合波导边界条件中所包含的埸分量(Hz,Eφ)仅在平均的概念下才是有意义的。这就是为什么我们在[文2]中引入了电容系数C。

关键词：边界条件藕合分量槽口电爆耦合波导电容系数