olc型双折射滤波器离轴消光比的研究

提出了一种 ˇSolc型双折射滤波器的离轴消光比的一般性计算方法 ,利用所得结果模拟出了 ˇSolc型双折射滤波器的锥光干涉图以及发散光积分消光比与波长和发散角的关系曲线 ,实验结果证实了理论推算的合理性。此外本方法也适用于计算各种类型双折射滤波器的离轴消光比。     

Solc型双折射滤波器离轴消光比的研究

提出了一种Solc型双折射滤波器的离轴消光比的一般性计算方法，利用所得结果模拟出了Solc型双折射滤波器的锥光干涉图以及发散光积分消光比与波长和发散角的关系曲线，实验结果证实了理论推算的合理性，此外本方法也适用于计算各种类型双折射滤波器的离轴消光比。     

扩展琼斯矩阵在研究Solc滤波器离轴消光比中的应用

根据广泛使用的双折射材料的性质以及滤波器入射角有限的特点,讨论了晶体中o光和e光的关系;根据光的折射定律,将光在晶体表面的折射效果表述为输入、输出折射率矩阵;建立了从入射面坐标系到晶体本征坐标系的坐标变换矩阵;推出了简化的扩展琼斯矩阵。整个过程物理思想清楚,每个矩阵表示的物理意义直观、明确,得到的结果简单,计算量小。用于Solc滤波器消光比的研究,给出了在任意入射角下计算多块晶片Solc滤波器传输特性的一般表达式,对Solc滤波器锥光干涉图作了数值模拟。适用于计算各种类型双折射滤波器的离轴消光比。     

外应力对Y波导器件尾纤消光比的影响

本文研究了外应力对Y波导器件尾纤消光比及其温度稳定性的影响机理.在对保偏光纤固定部分进行应力分析的基础上,研究了外应力的大小、方向对于光纤应力双折射及尾纤消光比的影响,并分析了消光比的全温稳定性.结果表明,外应力是影响消光比常温性能及全温稳定性的主要因素.当外应力的方向与光纤固有应力双折射的主轴不重合时,尾纤最大消光比会低于保偏光纤的固有消光比,并且耦合后波导芯片与光纤慢轴之间对轴失准.当温度变化时,外应力的变化将导致消光比随温度的波动.当外应力沿着保偏光纤固有双折射主轴方向时,能够确保尾纤在耦合过程中实现最大的消光比,并保证波导芯片偏振方向与光纤慢轴的严格对准,此时尾纤消光比具有最佳的温度稳定性.对V型槽和U型槽光纤固定块进行了尾纤消光比性能及其温度稳定性的比较分析,试验验证表明,V型槽方案相对于难以保证外应力方向与光纤慢轴重合的U型槽固定块设计方案而言,可以有效改善消光比性能及其全温温度稳定性.     

外应力对Y波导器件尾纤消光比的影响

本文研究了外应力对Y波导器件尾纤消光比及其温度稳定性的影响机理.在对保偏光纤固定部分进行应力分析的基础上,研究了外应力的大小、方向对于光纤应力双折射及尾纤消光比的影响,并分析了消光比的全温稳定性.结果表明,外应力是影响消光比常温性能及全温稳定性的主要因素.当外应力的方向与光纤固有应力双折射的主轴不重合时,尾纤最大消光比会低于保偏光纤的固有消光比,并且耦合后波导芯片与光纤慢轴之间对轴失准.当温度变化时,外应力的变化将导致消光比随温度的波动.当外应力沿着保偏光纤固有双折射主轴方向时,能够确保尾纤在耦合过程中实现最大的消光比,并保证波导芯片偏振方向与光纤慢轴的严格对准,此时尾纤消光比具有最佳的温度稳定性.对V型槽和U型槽光纤固定块进行了尾纤消光比性能及其温度稳定性的比较分析,试验验证表明,V型槽方案相对于难以保证外应力方向与光纤慢轴重合的U型槽固定块设计方案而言,可以有效改善消光比性能及其全温温度稳定性.     

高双折射光纤环镜改善40 GHz光时钟消光比的研究

时钟信号的好坏在同步、解复用和光判决中起着决定性的作用,双折射光纤环镜具有灵活可调的滤波特性,光时钟信号通过双折射环形镜可以使其消光比得到改善,从而提高时钟信号的质量。为此提出了利用高双折射光纤环形镜提高光时钟信号消光比的方案,数值上模拟了环形镜透射谱随双折射器件偏振延时量(Δt)、偏振控制器快慢轴角度以及偏振控制器所引入光程差的变化而变化的情况,并理论分析了消光比不理想的时钟信号经过环形镜后的光谱形式。用法布里-珀罗滤波器提取的40 GHz时钟信号进行实验,时钟经过环形镜后消光比改善了13 dB,实验结果和理论模拟得到了很好的匹配。     

高双折射Lyot-Sagnac环型平顶梳状滤波器(英文)

为了获得高消光比、窄线宽、信道间隔均匀的高性能梳状滤波器,提出了一种基于高双折射光纤梳状滤波器的结构设计,并利用传输矩阵法对设计的滤波器的滤波特性进行了理论研究.数值分析了该梳状滤波器中高双折射光纤、耦合器以及偏振控制器对梳状谱特性的影响.仿真结果表明,该滤波器信道间隔为50GHz,0.5dB带宽约为0.12nm,消光比高达30dB,满足25/50GHz梳状滤波器的要求.实验验证了推导的传输函数和波长间隔表达式的正确性,测得光谱隔离度可以达到22dB,0.5dB带宽大于波长间隔的30%.由于器件连接中存在各种损耗,实验所测的光谱隔离度总要低于理论值.理论分析、仿真结果与实验结果验证了该滤波器方案的有效性和可行性.     

基于传统分立光学元件的旋光纤测量

采用庞加莱几何表象,从理论上分析了光纤中的线双折射和圆双折射分别对入射光偏振态的调制规律,同时研究了这两种双折射同时存在的低双折射旋光纤的双折射特性.根据理论分析的调制规律,提出了一种基于传统分立光学元件测量旋光纤双折射参量的截断法,可以仅通过消光比的测量和计算获得旋光纤的线双折射和圆双折射参量,进而可以通过线双折射参量近似计算差分群时延,且采用该方法的理论计算值与传统方法的测量值吻合.     

基于传统分立光学元件的旋光纤测量

采用庞加莱几何表象,从理论上分析了光纤中的线双折射和圆双折射分别对入射光偏振态的调制规律,同时研究了这两种双折射同时存在的低双折射旋光纤的双折射特性.根据理论分析的调制规律,提出了一种基于传统分立光学元件测量旋光纤双折射参量的截断法,可以仅通过消光比的测量和计算获得旋光纤的线双折射和圆双折射参量,进而可以通过线双折射参量近似计算差分群时延,且采用该方法的理论计算值与传统方法的测量值吻合.     

双折射对基于半导体光放大器的干涉型器件性能影响的模拟分析研究

分析了半导体光放大器中双折射对基于半导体光放大器的干涉型器件性能的影响，对基于半导体光放大器的马赫—曾德尔型波长转换器的理论计算表明，当半导体光放大器有双折射存在时，消光比不仅要比无双折射时的要低，而且还随着探测光的偏振态而改变，变化幅度可大于10dB。提出了减小双折射对干涉型器件影响的方案，并且分析了实现对增益和对相位变化同时具有偏振不灵敏的半导体光放大器的可能性。     

基于高双折射光子晶体光纤与光纤环的超宽带可调谐微波光子滤波器

提出一种基于高双折射光子晶体光纤与光纤环的超宽带可调谐微波光子滤波器.以多波长光纤激光器作为光源,向高双折射光子晶体光纤内填充温敏液体,通过改变填充温敏液体的温度,高双折射光子晶体光纤可具有不同的双折射,得到不同波长间隔的激光,从而使微波光子滤波器具有不同的自由频谱范围.当温度的变化范围为20~80℃时,仿真测得微波光子滤波器自由频谱的变化范围为2.49~39.9GHz.引入光纤环构建级联型微波光子滤波器,滤波器的主旁瓣抑制比可提高到33.6dB,Q值可达到499,提高了滤波器的频率选择性.     

一种简单的双折射光交错复用滤波器设计方法

针对双折射光交错滤波器的设计,在傅里叶级数对比正向搜索法的基础上,发展了一种基于傅里叶级数的Cesaro方法的设计方法.利用该方法设计了三级级联的双折射光交错滤波器,计算方法更加简单,所获得的结构参量可以满足较高设计要求.     

微纳螺旋凹槽结构检测光子自旋角动量

建立螺旋凹槽结构模型,具有不同自旋角动量的光束入射到该结构后激发表面等离激元,螺旋凹槽结构的螺旋性与光子自旋角动量耦合,使得不同自旋偏振光激发的表面等离激元具有不同的强度分布.通过螺旋凹槽激发的表面等离激元的强度分布获得入射光的自旋角动量.利用有限元方法计算了左旋偏振光与右旋偏振光激发的表面等离激元在螺旋凹槽中心的光场强度比,最大消光比达到168,实现对光子的自旋角动量的检测.在数值仿真中,分析了不同入射光波长的消光比,入射光波长在600～740nm范围内消光比高于50,其中入射光波长为670nm时的检测效果最佳;此外,研究螺旋凹槽结构参量对消光比的影响,当凹槽宽度为200nm,凹槽深度为70nm,匝数为2时,消光比最大,螺旋凹槽结构检测光子自旋角动量的能力最强.该研究可为集成光学中光子自旋角动量的检测提供一种新途径.     

波长可选择高双折射光纤干涉滤波器

为了实现具有全光纤结构和波长可选择滤波器,设计并从理论上计算和分析了一种基于双折射光纤的干涉滤波器.该滤波器具有很好的选频特性,不同的偏振角自由组合使得该滤波器具有更灵活的调节性.该滤波器提高了双折射光纤的使用效率,用12 m高双折射光纤可以产生等同于在Sagnac环形腔中用16 m同样光纤时的滤波效果.这种高效波长可选择滤波器还具有较好的光频隔离效果,并很容易用光纤或光波导制作出来.     

高消光比多偏振态光源系统设计

在现代工程测量中,由于工程的各项技术指标要求越来越高,相应地对光源也提出了更高的要求。依据晶体双折射和晶体相位延迟对光偏振态的影响以及光的折射角与光振动方向有关的原理,设计了高消光比多偏振态光源系统,并设计测试方案对该系统实现的偏振态和消光比进行了验证。该光源系统通过计算机精密控制电机旋转设计的转盘结构很方便快捷地实现了S偏振态、P偏振态和圆偏振光的输出,并且系统中设计了平移和旋转装置自动控制偏振棱镜,获得了高消光比的偏振光,出射光消光比小于等于510-6。     

多段双折射光纤构成环镜滤波器的滤波特性

讨论了多段双折射光纤构成环镜滤波器的滤波特性。从理论上得到了N段双折射光纤构成环镜滤波器滤波特性的结果;具体给出了N为1、2和3时的具体表达式;分析了所构成的环镜滤波器的偏振无关特性;讨论了双折射光纤的长度、拍长、双折射光纤之间夹角等因素对滤波器滤波特性的影响;最后,做了相关的实验验证。所得到的实验结果和理论模拟结果非常吻合。证实了理论的正确性。基于多段双折射光纤构造的滤波器。稳定性优于一般的全光纤马赫—曾德尔干涉仪型滤波器。具有结构简单,灵活性强,偏振无关,插入损耗小和成本低等优点,在光纤传感解调,调谐光纤激光器和光纤通信滤波器等领域具有巨大的应用前景。     

三层材料纳米颗粒形状对消光特性的影响

通过高分辨率电子束光刻方法制备了不同形状的三层复合材料纳米颗粒,研究了这种纳米颗粒的形状变化对消光特性的影响。测试结果表明,当入射波偏振方向平行于短轴时,随着长宽比的增大,共振峰位置发生蓝移;当光源偏振方向平行于长轴时,随着长宽比的增大,共振峰位置发生红移。还用时域有限差分算法以及表面等离波子的Lorentz模型对纳米颗粒的消光特性进行数值计算,所得的消光频谱曲线、共振峰位置变化趋势与实验基本一致。此外,还研究了主体材料层厚度对消光特性的影响,发现其厚度在20～90nm变化时,共振峰发生3～115nm的蓝移。     

基于复合腔的单纵模589nm激光器（英文）

介绍了一种LD泵浦Nd:YVO_4和Nd:YAG的单纵模589 nm激光器。1 064 nm与1 319 nm的基频光通过"L"型复合谐振腔获得同时振荡,通过Ⅱ类相位匹配切割的KTP晶体腔内和频以及由布鲁斯特片和KTP组成的双折射滤波器的选频,获得了单纵模589 nm连续激光器。利用琼斯矩阵方法分析了两个基频光的S偏振和P偏振光通过双折射滤波器时的损耗。结果表明:1 064 nm和1 319 nm次纵模的损耗分别比峰值透射率纵模的损耗大0.5%和2%以上。以此为基础,在实验上实现了一种单纵模589 nm激光器,其最大输出功率为58 mW,功率稳定性优于0.36%,线宽约为30 MHz。双折射滤波器方法对双波长振荡及和频激光器实现单纵模输出是一种有效的方法。     

基于多模干涉滤波器和双折射滤波器的四波长可开关光纤激光器

设计了一种基于多模干涉滤波器和双折射滤波器的四波长可开关光纤激光器,理论分析了多模干涉滤波器和双折射滤波器及其级联结构的滤波特性.双折射滤波器能有效地抑制多模干涉滤波器的不规则边模.保偏掺铒光纤同时作为增益介质和滤波元件,优化多模光纤长度和保偏掺铒光纤长度保证了波长间隔的最佳匹配,级联滤波器的滤波周期为4.89 nm.调节偏振控制器,光纤激光器实现了单波长、双波长、三波长以及四波长可开关激光输出,输出激光的边模抑制比均大于40 dB,1h内波长波动均小于0.1 nm.     

椭圆截面金纳米管的局域表面等离激元共振特性研究

基于时域有限差分方法研究了几何形状、入射电场偏振方向、管壁厚度及内核和包埋介质的变化对椭圆截面金纳米管局域表面等离激元共振特性的影响.研究发现,当长轴固定时,短轴的减小将导致纳米管消光峰红移;入射电场偏振方向与椭圆长轴夹角的增大将导致消光峰红移;当颗粒整体尺寸不变时,管壁厚度减小同样会使得消光峰红移.此外,内核及包埋介质介电常数的增大均导致消光峰红移.利用等离激元杂化理论及自由电子和振荡电子竞争机理对上述现象进行了理论分析. 关键词： 消光光谱 局域表面等离激元共振 金纳米管 时域有限差分方法