不对称左手介质平板波导模式特性分析

对不对称左手介质平板波导的几个低阶的TE模和TM模进行了数值计算,得到了模式特征方程,分析了归一化传播常数β/k_0随平板厚度d变化的色散关系,作出了模式的电场E_y(x)分布．在左手介质平板波导中,每一模式都有截止点, TE_0模和TM_0模不出现,在我们给出的特定的介质参数下,TE_1模和TM_1模不能和其他高阶模式共存,其归一化传播常数β/ k_0随k_0d的增加而减小．给出的结果对左手介质元器件的研究有实际的参考意义．     

渐变慢波结构的太赫兹过模表面波振荡器北大核心CSCD

模拟研究了一种在均匀慢波结构后增加渐变慢波结构段的太赫兹过模表面波振荡器,获得了输出功率和模式纯度的显著提高。首先根据S参数方法,研究分析了这种复合高频结构中TM_(01)模的谐振特性。然后采用2.5维PIC(Particle-in-cell)软件UNIPIC,模拟研究了振荡器输出性能随渐变慢波结构周期数的变化关系。结果表明:随着周期数的增加,输出太赫兹波中的TM_(02)和TM_(03)等高次模成分降低,TM_(01)模的功率比例增大至80%以上;选择合适长度的渐变慢波结构,能使得器件输出功率增大50%。     

Ka波段高功率微波TM_(0n)-TEM混合模式转换器设计北大核心CSCD

由于过模Ka波段高功率微波返波管通常输出TM_(0n)混合模式,在保证较高能量转换效率的条件下,难以同时兼顾其输出模式的纯度,而辐射终端为达到理想发射效果则要求单一模式馈入,这就给输出混合模式微波源的实际应用带来困难。针对这一技术难点,提出了一种结构紧凑的TM_(0n)-TEM(n≤5)混合模式转换器的设计方法,利用内外两路同轴阶梯波导并配合适当的插板调相结构可以实现在高功率容量条件下,较宽频带范围内,高效地将TM_(0n)混合模式转换为单一的TEM模,降低了此类高频段HPM源模式纯化设计的难度。     

1.5μm Ti:LiNbO_3光波导TE_0模偏振器

在1.523μm波长He-Ne激光,对于Z切Ti扩散LiNbO_3光波导及其带有金属包覆/介质缓冲层的偏振器结构,理论上计算了单模波导的工艺参数和基模的吸收损耗系数.文中用TM_0模的共振吸收效应,在1.5μm波长首次研制成Ti:LiNbO_3光波导TE_0模偏振器.当器件长度为2mm和9mm时,其消光比分别为20dB和25dB.     

用八孔耦合器识别TM0_(1)/TE_(11)混模中TE_(11)模式的方法北大核心CSCD

在高功率微波传输系统中,为了提高功率容量和效率,往往采用过模波导,因此圆波导中往往出现TM_(01)和TE_(11)混合模式的情况。采用角向均匀分布的8孔圆波导耦合器,对提取TE_(11)模式的混合比和极化角度的方法进行了分析和研究。分析了圆波导中TM_(01)和TE_(11)模式在耦合孔处的电场分布,并采用CST对各耦合孔的输出功率进行了模拟计算,得出相互正对的耦合孔的平均功率与8个孔的平均功率之比与模式之间的相位差无关的结论。同时,发现该比值与TE_(11)模式的混合比成线性关系,线性关系中的比例系数是极化角度线性函数。通过线性拟合获得了计算TE_(11)模式混合比和极化方向的表达式。与仿真设定的参数相比,用该表达式计算的结果表明,在TE_(11)模式混合比小于30%时,用其计算TE_(11)模式的混合比和极化角度是可行的,误差不超过10%。在此基础上,给出了实际情况下TE_(11)模式信息的具体判断方法。     

单负材料一维光子晶体超窄带滤波特性研究

用传输矩阵法研究了单负材料一维光子晶体(ABD)m(CBA)n(ABD)m(CBA)n的透射谱。结果表明:当增加周期数m或D层介质厚度dD时,透射谱中的两个隧穿模越加锋锐,但所处频率位置不变;当增加周期数n或C层介质厚度dC时,透射谱中的两个隧穿模向中间靠拢趋于简并;当增加A层介质厚度dA时,透射谱中双隧穿模结构及位置无变化,而当增加B层介质厚度dB时,透射谱中的三模结构向低频方向移动,且逐渐消失;随着入射角θ的增大,透射谱中两隧穿模向禁带中心靠拢。利用单负材料光子晶体的透射谱特性可实现可调性和高品质的单、多通道超窄带滤波功能。     

弱导多层平面光波导辐射模的自由空间模近似

本文用自由空间模简化及近似表示弱导多层介质光波导的辐射模.只要辐射方向与介质界面的角度不是很小,近似程度很好.将其应用于求解光栅耦合器的辐射损耗问题,使计算公式简化,用自由空间模计算的结果与用辐射模计算的结果比较接近,也与其它近似方法进行了比较.     

弱导多层平面光波导辐射模的自由空间模近似

本文用自由空间模简化及近似表示弱导多层介质光波导的辐射模.只要辐射方向与介质界面的角度不是很小,近似程度很好.将其应用于求解光栅耦合器的辐射损耗问题,使计算公式简化,用自由空间模计算的结果与用辐射模计算的结果比较接近,也与其它近似方法进行了比较.     

线性色散理论描述内腔EIT介质的正交模式分裂

正交模分裂(或真空Rabi分裂)是原子与光学腔构成的复合系统实现强相互作用的一个典型现象.本文理论研究了三能级原子介质与腔构成的复合系统,利用线性色散理论将腔内三能级原子自感应透明(EIT)介质的吸收和色散引入光学腔透射公式,非常直观清晰得到腔透射谱的三个分裂峰,它是由腔内EIT介质的吸收和色散特性使一个共振腔模分裂为三个腔模.该方法可以推广到腔内含有任意色散和吸收的介质.     

含色散介质的一维光子晶体微腔的光学特性和模式调节

采用时域有限差分(FDTD)法计算了含色散介质一维光子晶体微腔的透射谱,研究了缺陷模的频移特性。通过与无色散光子晶体微腔透射谱相比较,发现了介质色散导致的缺陷模频移现象,并详细地分析了中心频率、色散强度和衰减系数等色散介质参量和缺陷模频移的依赖关系。模拟结果显示,缺陷模的频移决定于中心频率、色散强度和衰减系数等色散介质参量的大小,通过合理的调节这些参量,可以有效地调节缺陷模的频率。     

圆柱型填充介质慢波自由电子激光器的理论分析

用流体理论研究了带wiggler场圆柱型填充介质的自由电子激光器(FEL)。结果表明:本系统超辐射放大的工作主模式为横电(TE)模,并具有所有慢波FEL的特点。 关键词：     

(Al)GaAs/AlGaAs周期光波导中的等幅基模

本文应用周期介质光波导的模场分布函数和特征方程分析了(Al)GaAs/AlGaAs周期光波导中结构参量及介质折射率对模场分布形状的影响,研究了波导中形成等幅基模的条件,讨论了相应参量的优化选择。     

用转移矩阵法研究LNN型非线性平面光波导

用转移矩阵法数值分析了芯区和衬底为非线性介质、覆盖层为线性介质结构平面光波导的传播特性,包括TM的模场分布和功率与有效折射率之间关系的分析.解析地表达了模式本征方程和功率分布,对非线性介质中电场强度与介质非线性系数的关系进行了研究.计算结果表明,TM的模场分布和功率与有效折射率及介质的非线性系数有关.     

与Λ型三能级原子非共振相互作用的SU(1,1)场的性质

导出了介质中双模SU(1,1)相干态场与Λ型三能级原子非共振相互作用系统的态函数,研究了场模失谐量、克尔介质以及原子初态对场的互关联函数和Mandel Q参量的影响.结果表明:失谐量将削弱光场两模的关联性,并影响场模光子数的统计分布;当SU(1,1)场两模间的光子数之差增大时,失谐量对它们产生的影响变得更弱,此时克尔效应的影响变得明显,它使两模的关联性和光子数的统计分布趋于稳定.     

碰撞锁模环形染料激光器动力学过程的研究

本文在建立碰撞锁模(CPM)激光器数学模型的基础上,对碰撞锁模激光器中激光锁模脉冲形成的动力学过程进行了计算机模拟计算,并对其结果进行了理论分析和讨论,得到了脉冲宽度、脉冲波形及对称性与泵浦速率、腔长、增益介质和可饱和吸收介质在腔内的相对位置等因素间的关系。     

半导体可饱和吸收镜实现固体激光器皮秒锁模的机理研究

对半导体可饱和吸收镜(SESAM)实现固体激光器皮秒锁模的机理进行了研究。通过对染料锁模介质和SESAM的结构对比,对SESAM皮秒锁模机理提出了一个新的解释。其在锁模激光器中充当锁模器件时,不仅仅是一个吸收体,同时也是一个增益介质。当腔内增益和损耗保持平衡时实现稳定的连续锁模。     

双介质加载石墨烯表面等离子激元波导的理论分析

在介质加载石墨烯等离子激元波导的基础上设计了一种由两个高折射率介质条形成的双介质加载石墨烯表面等离子激元波导(DDLGSPPW)。采用有效折射率法和有限元法研究在DDLGSPPW中石墨烯表面等离子激元(GSPP)模的有效折射率随入射波长、介质条2的宽度、高度以及介电常数的变化规律。结果表明,通过改变DDLGSPPW的介质条2的参数来改变GSPP模的有效折射率和模式数目,并调节GSPP模在两个介质条中场分布情况,表现出的性质和四层介质平板波导的性质很相似。DDLGSPPW的这种性质使其有望在集成光学器件中产生新的应用价值。     

二维随机增益介质中局域模的模面积和放大

随机激光形成于随机介质中局域模的放大,其放大特性依赖于局域模的空间分布。通过复折射率的虚部将光学增益引入系统,采用时域有限差分(FDTD)法,分析了增益介质中局域模的放大特性,并用模面积描述了局域模空间分布,着重对比分析了模面积对局域模放大特性的影响。模拟结果显示,局域模具有不同的空间分布,直接影响了局域模的放大特性,模面积较小的模式具有较低的损耗,能够获得更多能量,在介质中被优先放大,而模面积较大的模式,由于损耗较大,将获得较少的能量。     

多量子阱光波导中非线性TM波的有限元解

本文用有限元法分析了任意非线性介质的多量子阱(MQW)光波导中传输与总光功率有关的TM波性质。用简单的迭代过程得到目洽解。给出了MQW波导具有不同非线性机理时,非线性TM波的色散关系、磁场(Hx)以及二个电场(Ey和Ez)的分布。结果表明:分子取向机理的光波导对非线性TM模存在不同的功率限制作用。     

自启动KLM钛宝石激光器谐振腔的理论计算

运用四阶RungeKutta法直接求解非线性介质内椭圆高斯光束传播方程组的方法分析增益介质内的克尔透镜(Kerrlens)效应,结合在增益介质外运用的线性ABCD矩阵寻找自洽解,对半导体可饱和吸收镜(SESAM)启动的高功率KLM钛宝石激光器谐振腔的像散、稳定性、光束参数、自聚焦效应和克尔自聚焦强度与腔参数的关系进行了系统的理论计算.计算结果与实验结果相符合.该计算为SESAM启动的五镜腔KLM激光器的设计和调整提供了理论依据 关键词： 克尔透镜锁模 飞秒 半导体可饱和吸收镜 五镜腔