适用于宽带通信的光子晶体光纤设计

用平面波展开法，分析了光子晶体光纤样品的禁带特性。用提高折射率差以及改变孔大小的方法调节样品的禁带位置及宽度，获得了包括S波段（1480～1520nm）、C波段（1525～1565nm）及L波段（1570～1620nm）宽带的带隙型光子晶体光纤．计算结果表明：在空气柱／SiO2周期结构的SiO2中掺入金属氧化物，光子带隙产生在波长1455～1515nm范围；在上述结构的空气柱中注入TiO2，其光子带隙产生在波长1481～1632nm范围，后者因具有更宽范围的光子带隙而适用于宽带光通信．文中还给出了孔半径大小与光子晶体光纤禁带的位置和宽度的直观关系，这不仅为通信波段光子晶体光纤的具体设计提供了方便，而且对其他波段的光子晶体光纤的工程设计也有参考价值．     

掺Er~(3 )/Yb~(3 )光纤激光的理论分析

提出了光纤腔掺Ｅｒ３＋／Ｙｂ３＋光纤激光的模型和速率方程，推导了阈值泵浦功率的解析公式．运用数值求解方法，得到了光纤中反转粒子数分布、小信号增益系数和激光的输出功率．同时也给出了数值曲线，可用于掺Ｅｒ３＋／Ｙｂ３＋光纤激光器的优化设计．     

AlN靶材射频磁控溅射制备AlN薄膜及性质研究

以AlN作为靶材,使用射频磁控溅射法在Si（100）和玻璃衬底上,在纯氮气气氛条件下制备得到AlN薄膜,并研究了衬底温度对溥膜的结构,形貌和性质的影响．实验表明,衬底温度为370℃的条件下制备的AlN溥膜具有C轴择优取向,薄膜表面均匀、致密和平整,均方根粗糙度为4．83nm．随着基片温度的增加,溥膜的折射率增加,对应着薄膜从非晶态到晶态过程的演变．     

新型光敏剂2-氢醌四甲氧基苯基卟啉镍(Ⅱ)的合成

为寻找理想的光动力疗法（PDT）光敏剂，利用2-硝基-四甲氧基苯基卟啉镍（Ⅱ）和对苯二酚直接进行亲核取代反应，合成了一系列新型化合物2-氢醌四甲氧基苯基卟啉镍（Ⅱ），并经氢核磁共振谱、二维核磁共振谱、红外等对其结构进行了表征．产物2-（2，5-二羟基）苯基-5，10，15，20-四（ο-甲氧基苯基）卟啉镍（Ⅱ）（10）（产率18．3％）、2-（5-二羟基）苯基-5，10，15，20-四（m-甲氧基苯基）卟啉镍（Ⅱ）（11）（产率l4．1％）、2-（2，5-二羟基）苯基-5，10，15，20-四（p-甲氧基苯基）卟啉镍（Ⅱ）（12）（产率8．8％）的成功合成为2-位取代卟啉的合成提供了新方法．     

[Ni（H2O）（tptz）（C2O4）]·4H2O的合成、结构与表征

在CH3OH／H2O混合溶剂中，经2，4，6-三（2-吡啶基）-1，3，5-三嗪（tptz）、草酸和新制Ni（OH）2／NiCO3反应合成得到配合物[Ni（H2O）（tptz）（C2O4）]·4H2O．单晶X-射线衍射分析表明：它与已报道的[M（H2O）（tptz）（C2O4）]·4H2O（M=Co（2）、Cu（3）、Zn（4））配合物同晶形，属三斜晶系，P1空间群，晶胞参数a=7．760（2）A，b=12．116（2）A，c=13．031（3）A，α=78．76（4）°，β=83．84（3）°，γ=78．69（3）°，V=1175．3（5）A^3，Z=2，Dc=1．543，F（000）=562，R1=0．0472，wR2=0．1350，GOF=1．088．在配合物的结构基础上与同晶形结构进行比较分析，并研究了它们的IR及TG／DTA测试表征．     

中国西藏与中东地区近缘野生大麦遗传多样性的SSR标记分析

应用简单重复序列（SSR）标记方法对90个近缘野生大麦样本进行了遗传多样性分析，其中包括45份中国西藏近缘野生大麦样本和45份中东地区近缘野生大麦样本．从大麦的7个连锁群中选取27对引物用于PCR扩增，结果有11对引物扩增出有效多态性片段．11对引物共检测到126个等位变异位点，每对引物检测到5～22个SSR等位变异位点，平均每对引物检测到11．45个等位变异位点．中国西藏近缘野生大麦比中东地区近缘野生大麦平均每对引物多检测出2个位点．SSR结果采用NTSYS软件进行相似性系数计算，POPGNEN32软件进行遗传多样性系数计算，算术平均的非加权成对分组法（UPGMA法）构建聚类树状图，结果表明中国西藏近缘野生大麦样本比中东地区近缘野生大麦样本具有更高的遗传多样性，这为大麦的东方起源学说提供了新的佐证．     

不同结构 D 形光纤传输性能

采用时域有限差分法对D形光纤进行分析,研究D形光纤包层切除深度、切除长度、涂层折射率和背景折射率对光纤中传输能量的影响。计算结果表明,改变结构参数可以控制光纤中传输能量的变化。     

三角形结构空芯PBG光子晶体光纤的带隙结构

用平面波法分析了三角形结构空芯PBG光子晶体光纤的带隙分布特性.结果表明:带隙宽度随着填充系数的增加而增大;而且随着包层孔中填充的介质的相对介电常数的增大,带隙宽度减小.在给定的归一化传播常数的条件下,带隙宽度有一从窄到宽再变窄的过程.适当增大包层基质折射率,在空气芯中导光的带隙数量增多,但包层基质折射率太大或太小都不利于空气中导光.     

电压敏感性隔膜用于锂离子电池可逆过充保护

研制了一种具有电压敏感功能并可为4．20V级锂电池和锂离子电池提供可逆过充保护的新型复合聚合物膜．这种膜由聚对苯（PPP）和聚苯胺（PAn）膜复合而成，在无掺杂的本征状态下为电子绝缘体；在高的氧化电势下因发生p-掺杂而变成电子导体；在正常工作电压下又因脱杂而恢复成电子绝缘体．因而，它可以作为一种电压敏感性隔膜用于防止电池过充．在Li／LiMn2O4模拟电池中的应用研究结果证实，在长时间的过充条件下，这种复合隔膜仍能够有效地钳制电池的充电电压，从而为电池提供町逆的过充保护．在正常充放电条件下，复合隔膜对电池性能没有产生负面影响．     

HA对铁屑还原去除水中六价铬的影响

采用废铁屑（Fe°）为主要工具修复受污染水体中的六价铬,考察了腐殖酸（HA）对Fe°还原六价铬的影响,并初步探讨了HA存在时,Fe°还原降解水中Cr（VI）的动力学．实验结果表明,HA对铁屑还原去除Cr（VI）存在一定的影响,提高HA浓度会导致Cr（VI）去除效率下降,但是在一定浓度范围内较为接近,当HA浓度提高到80mg·L^-1时,抑制作用较为明显．HA存在时,Fe°还原去除Cr（VI）符合拟一级反应动力学,加入80mg·L^-1的HA,铁屑去除Cr（VI）的反应速率常数相应由不加HA时的0．00481min^-1降低为0．00199min;随着溶液初始pH值由3．0,4．0,6．0增加到10．0,反应速率常数相应由0．02657,0．0091,0．00222min。下降到0．0003min．     

一种高双折射大模场面积的光子晶体光纤

为了解决光纤在大的模场面积、高的双折射、低的弯曲损耗以及单模传输方面的均衡问题,设计了一种具有高双折射的大模场面积光子晶体光纤.该光纤包层由四圈三角晶格圆形空气孔组成,纤芯由矩形晶格椭圆空气孔组成,研究了结构参数对光纤的有效模面积、双折射、泄露损耗、弯曲损耗以及单模传输等特性的影响.数值分析证明,在1.55 μm波长处,通过对光纤参数的调整,可实现4.47×10^-4的双折射,377 μm²的有效模面积,0.08 dB·km^-1的泄露损耗以及0.156 m的可容许弯曲半径.与此同时,通过对参数的进一步设计,可得到1.3~1.68 μm波长范围内的低泄露损耗单模单偏振光子晶体光纤,有效克服了光纤在偏振串扰、偏振模色散以及偏振相关损耗等方面的问题.     

含负折射率材料光子晶体的光学特性

从麦克斯韦方程出发推导了正负折射率介质薄层的转移矩阵;并利用转移矩阵法分别计算了含负折射率材料光子晶体和传统光子晶体的光学特性,通过分析比较,发现正负折射率交替的一维光子晶体有很宽的反射带和很窄的透射带;同时这种光子晶体在入射角在75°内的光学特性几乎不受角度影响。     

含有负折射率缺陷的光子晶体中的缺陷模的紧束缚法

采用紧束缚法，研究了含有多个负折射率缺陷的光子晶体中的缺陷模，导出了缺陷模频率方程。然后数值计算了含有三个负折射率缺陷的一维光子晶体的透射谱。结果表明：光子带隙中缺陷模将出现分裂，分裂后缺陷模的数目与半波缺陷数目相同，而缺陷模的间隔随着半波缺陷间隔层数的增加而减小，缺陷模间隔的大小有微小的不对称，最后形成一个缺陷模通带。     

用EI-RPS方法计算矩形有源波导的模式增益

结合有效折射率(EI)方法和RPS(实折射率／微扰／打靶)方法，对矩形有源波导的模E^y11和E^x11增益进行了计算。分析了包层宽度以及有源层宽度对模式增益的影响。并将计算结果和一维RPS的结果作了比较。计算结果表明，模式增益随包层宽度增加而减小，随有源层宽度增加而增加。在包层宽度大于有源层厚度5倍且有源层宽度大于有源层厚度10倍时，EI—RPS方法的计算结果和一维RPS方法计算的结果一致。在不满足上述条件的情况下，EI—RPS方法解决了一维RPS方法不能解决的问题。     

表面等离子体干涉光刻理论计算

推导了基于衰减全内反射结构的表面等离子体干涉光刻磁场强度分布的解析表达式,讨论了该光刻结构的最优化条件.当激发光为325nm激光,棱镜和光刻胶的折射率分别为1.94和1.53时,最优化的Al膜厚为19.2nm,共振角为58.83°,激发的表面等离子体干涉刻写光栅的特征尺寸为48.9nm,小于1/6波长.计算结果表明,高折射的光刻胶可以制造高分辨率的光栅.     

一维时变非磁化等离子体光子晶体禁带的密温特性

采用等温近似,用非磁化等离子体的分段线形电流密度卷积(Piecewise Linear Current Density Recursive Convolution,PLCDRC)时域有限差分(Finite-Different Time-Domain,FDTD)算法研究一维时变非磁化等离子体光子晶体禁带的密度和温度特性。以高斯脉冲为激励源,用算法公式得到     

挤压-堆积复合法制备As2S3红外硫系玻璃光子 晶体光纤及其特性研究

在利用多极法优化设计光子晶体光纤结构的基础上, 充分结合挤压和堆积两种方法的优点, 提出了基于挤压-堆积的新型硫系光子晶体光纤制备技术, 利用As2S3硫系玻璃制备了三层孔环结构光子晶体光纤. 通过理论模拟分析得出了该光纤的色散特性和零色散点, 测试了1550nm近红外光纤激光在该光纤中的传输效果和纤芯光斑能量分布, 利用该光斑测试验证了该光纤在近红外的光能传输局部限制能力和光子晶体的光学初步控制现象.     

一种基于级联长周期光纤光栅的力传感装置

利用光纤布拉格光栅(FBG)具有谱线窄、反射率高的特性和级联长周期光纤光栅(级联LPFG)的边沿滤波特性, 设计了一种基于级联LPFG的力传感装置, 将拉力变化转变为FBG反射谱功率的变化. 在理论上分析了实验的可行性, 用光纤光栅刻写系统制作了符合要求的级联LPFG和FBG, 用光谱分析仪对FBG的反射谱进行了监测. 用光纤功率计对FBG的反射功率进行了测量, 并对测得的数据进行了线性拟合, 其线性相关系数为0.9924, 装置的灵敏度为1.074μW?N-1. 在拉力为0~0.6N的范围内功率与拉力有较好的线性关系. 测量范围和灵敏度取决于级联LPFG透射谱边沿的斜率. 该装置结构简单, 操作方便.     

二维光子晶体及其光子带结构研究

对二维光子晶体的电磁波理论及周期介质中的Bloch波解作了详细的推导，给出了光子晶体中的禁带存在的理论依据，同时以正方晶格的二维光子晶体为例，验证了电介质圆柱在空气中的排列存在E偏振和H偏振的光子带隙重叠区，称为绝对光子带隙。