基于半导体光放大器中非线性偏振旋转效应单一光缓存环全光时隙交换处理能力研究

对基于半导体光放大器(SOA)中非线性偏振旋转效应(NPR)效应的单一光缓存环多数据包的全光时隙交换(TSI)处理能力进行了理论和实验研究,在使用归纳法导出单一缓存环实现多数据包全光时隙(TSI)必要条件的基础上,针对各种全光TSI操作要求得出了相应光数据包的调度方案,在实验上,以基于SOA中NPR效应的单一光缓存环实验系统,开展了多数据包全光TSI操作的实验研究,根据上述光数据包理论调度方案进行相应系统参数设定,进行了速率为10 Gb/s的3个和4个数据包的全光TSI实验,实验结果与理论预期相符合,研究成果为减少昂贵SOA元件的用量、简化基于光缓存环全光TSI系统的结构提供了可靠依据,对推进全光TSI技术的发展具有重要意义。     

掺杂光子晶体光纤产生光孤子所需泵浦功率的研究

在光纤纤芯中掺入适量GeO₂有利于增加纤芯非线性折射率,提高光纤的非线性系数。利用有限元法设计了一种带宽为1.45 μm的宽反常色散掺杂光子晶体光纤,其光纤可以利用低泵浦功率产生任意波长的光孤子。分析结果显示,当脉冲脉宽T_FWHM取300 fs时,产生基阶光孤子需要的最高平均泵浦功率为0.001 695 W,而产生五阶光孤子需要的最高平均泵浦功率仅0.042 38 W。     

大学物理演示实验工作的新思路、新进展

北京交通大学在“国家工科物理教学基地”建设的过程中,以建设物理演示与探索实验室为特色工作,取得了突出成绩．不仅在2004年国家工科物理教学基地验收时以其突出的特色,获得了“优秀基地”的称号,而且在2005年获得国家教学成果特等奖．我们认为这并不意味着这项工作的结束,而是以此做为将演示实验工作推向更高水平的开端．从2007年开始,我们一方面不断充实提高,保持演示实验室的动态发展;另一方面着力研发随堂演示实验并投入使用,取得了显著成效．     

利用四元数方法研究各态遍历偏振态发生器

各态遍历偏振态发生器(PSG)是偏振测量不可或缺的基本设备,偏振态和偏振器件的描述对于编写偏振态发生器的控制算法是至关重要的。采用四元数来描述和分析各态遍历偏振态发生器中偏振态与偏振控制器,导出了三级偏振控制器的四元数公式,得到了描述其旋转轴与旋转角度的公式。实验测量了单级偏振控制器的四元数,得到了普通单模光纤受挤压时对应的应力四元数公式以及改变电压时的四元数公式,利用该公式编制的算法,实现了各态遍历的偏振态发生器。     

蓝宝石基底上制备蠕虫状ZnO及强紫外发光性能研究

选用纳米球刻蚀技术在蓝宝石（Al₂O₃）基底上制备350 nm聚苯乙烯（PS）微球密排掩模版,然后采用反应射频磁控溅射方法分别在PS/Al₂O₃和Al₂O₃基底上沉积氧化锌（ZnO）薄膜,去除掩模版的PS微球后,对经退火处理的两种样品进行X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察和荧光光谱测试。结果表明,在PS/Al₂O₃上生长的ZnO薄膜（样品1）的晶粒呈明显的蠕虫状,而直接在Al₂O₃基底上生长的ZnO薄膜（样品2）表面晶粒为不完全六棱台形状。样品2的结晶性能优于样品1,但是在362 nm附近样品1的近带边缘荧光发射峰强度比样品2的发射峰强43倍。     

基于COMSOL的纳米傅里叶红外光谱系统数值模型

傅里叶红外光谱（FTIR）是材料表征的一种重要手段,然而受限于光的衍射极限,传统傅里叶红外光谱仪的极限空间分辨率在微米量级,无法应用于纳米材料的表征。纳米傅里叶红外光谱（Nano-FTIR）是一种新兴的超分辨光谱表面分析技术,其以纳米级空间分辨率、宽光谱范围和高化学灵敏性的特点在纳米材料表征研究中展现了巨大的潜力。定性及定量的研究Nano-FTIR信号高空间分辨的来源和系统中光谱信号的提取过程,可以为Nano-FTIR仪器的设计研发和样品光谱表征结果的解释提供重要依据。该研究从典型的仪器结构和基本的工作原理出发,在多物理场有限元分析软件COMSOL中建立了等效研究模型,并对模型的重要细节和数值计算过程分别进行了说明。在仿真研究中,首先基于麦克斯韦电磁波理论计算了模型空间的电磁场增强情况,再模拟了探针在介电常数差异巨大的两种材料交界处的“线扫”过程,探讨了针尖近场增强信号的空间分辨率。随后,以探针与样品的散射功率为数值模型的研究对象,仿真了探针“轻拍”对信号的调制和解调提取的过程,并讨论了不同入射倾角和解调频率对光谱信号提取的影响。最后,为了验证模型的合理性,仿真了20,100和300 nm三种厚度SiO₂薄膜样品在900～1 250 cm-1波数范围的光谱响应,并将仿真得到的光谱与实测结果进行了对比。结果表明随着样品厚度的增厚,光谱信号得到相应的增强,模型预测的谱图与实测谱图波形与波峰位置较为一致,且与以往一些文献中采用针尖-样品间电场强度表示针尖处散射信号强弱的方法相比,获得的谱图在峰形上更为接近。提出的数值模型可用于Nano-FTIR光谱的预测,此外,模型也具有一定的通用性,可以为其他基于散射型近场光学显微（s-SNOM）技术的太赫兹光谱技术和针尖增强拉曼光谱研究提供一定的借鉴。     

澄清维恩位移定律易混淆的两种形式

对维恩位移定律的两种形式λmaxT=2 899×10-3m·K和Tωmax=2 708×10-12K·Hz-1进行了详细推导和作图,指出λmax≠2πcωmax,因此某些文献用λmax=2πcωmax来联系两种形式是错误的.     

一类带停时的奇异型随机控制问题的研究

以随机分析的知识和最优控制理论为基础,讨论了一类带停时的奇异型随机控制的折扣费用模型,在原模型的状态过程的基础上添加了漂移因子和扩散因子,并在λ＜δα的情况下讨论了该问题相应的变分方程的解,给出了此随机控制问题的最优策略,即最优控制和最优停时,并且证明了变分方程的解即为最优费用函数.     

数学基础课教学改革初探

在参考了当前许多院校的数学基础课教学改革经验的前提下,提出并在新生高等数学和线性代数的教学中试验了一种较有力度的数学基础课的教学改革方案,试验的结果基本上达到了我们教改目的.本文是以上述数学基础课教改试验为背景,对数学基础教学改革所做的一些工作和探索.     

第九讲光速减慢和光缓存技术

高速光信号的存储是光信息科学的重要分支,全光缓存器是当今高速光信号处理的瓶颈.本文介绍了全光缓存器的研究进展,着重介绍了光速减慢的原理、物理基础, 以及在半导体量子点中利用电磁诱导透明效应发展全光缓存器的思路.