改进的八重准光子晶体光纤的色散特性研究

设计了一种改进的准光子晶体光纤,其包层由呈准八重周期分布的空气孔构成,其中靠近芯区的两层小宅气孔的直径一致,第三层以外的大空气孔直径一致.采用带有良匹配层(APML)吸收边界的全矢量频域有限差分(FDFD)方法法其色散特性进行了数值分析,计算了孔间距取1.40～2.50 μm,小空气孔直径取0.10～0.50μm,大卒气孔直径取0.20～1.00μm的条件下这种光纤基模的色散曲线.结果表明,通过调节包层中两种不同尺寸的空气孑L的大小以及孔间距这三个参数,可以得到不同水平的平坦色散曲线.     

Bragg空芯光纤中的群速度超光速的理论探讨

运用渐近法计算了多模B ragg光纤的场分布、有效折射率、各模式的色散参量、群速度及TE01模的能量速度。结果表明:各模式色散参量有正有负,但群速度都大于光速,而能量速度不大于光速。     

大纤芯双模放大Bragg光纤的研究

设计了一种大纤芯实心Bragg光纤,并从理论上证明,利用这种光纤可以实现大纤芯的双模光纤放大器.纤芯的增大使制作光纤放大器的工艺变得简单,并且可以使泵浦光直接灌入纤芯,这样泵浦光与信号光可以最大限度的重合,从而提高了泵浦光的耦合效率.同时,纤芯的增大使光纤芯区的总能量得以增大,这样就可以得到高功率的光纤放大器.     

单偏振光子晶体光纤

提出了一种能够在较宽波长范围内保持单偏振的光子晶体光纤,并利用频域有限差分法对其偏振特性进行了数值分析。在孔间距Λ取2.3μm,第一层较大空气孔直径dl取2.4μm,较小空气孔直径ds取1.4μm,包层中其它空气孔的直径d取0.6μm的条件下,这种单偏振光子晶体光纤在1.02-2.0μm波长范围内,保持较高的模式双折射。当较大空气孔直径dl取2.8μm,较小空气孔直径ds取1.4μm时,在1.35-2.0μm波长范围内,仅有一个偏振模能够存在,且波长1.31μm处的模式双折射度达到3.5×10-3。     

双向稳定传输的有耗色散补偿光纤链的数值模拟

本文以平均近似法处理光纤链的损耗理论为前提,采用一组非零色散位移光纤链的参量,用分步傅里叶方法对20Gb/s,1000km的归零码光脉冲进行了数值模拟.数值结果表明,在该光纤链上可实现双向准稳传输,并讨论了三阶色散对光脉冲传输的影响.     

准孤子在负平均色散补偿光纤链中稳定传输的区域

本文研究了准孤子在负平均色散补偿光纤链中稳定传输时ＤＣＦ和ＳＭＦ的配置关系,计算了准孤子稳定传输的区域,给出了直观的稳定传输区域图。数值模拟验证表明,稳区图的预言基本正确。     

涂覆石墨烯的椭圆形电介质纳米线光波导的模式特性分析

设计了一种涂覆石墨烯的椭圆形电介质纳米线光波导.采用分离变量法,在椭圆柱坐标系中,借助Mathieu函数,得到了色散方程.通过数值求解色散方程,可以得到模式的有效折射率和场分布,从而得到模式的传播长度.研究了工作波长、结构参数以及石墨烯的费米能对模式特性的影响,并给出了前五个模式的品质因数.计算表明,当波长从4.3μm增加到8.8μm,这5个模式的有效折射率的实部减小,基模和一阶模的传播长度增大,二阶模的传播长度先增大后减小.当改变纳米线结构参数半长轴和半短轴时,对基模和一阶模的模式特性影响较小,对二阶模的模式特性影响较大.当石墨烯的费米能从0.45 eV增加到0.72 eV时,有效折射率的实部减小,传播长度可以达到2μm左右.分离变量法得到的结果与有限元方法得到的结果完全一致.本文工作可以为基于涂覆石墨烯的电介质纳米线的光波导的设计、制作和应用提供理论基础.     

球形串型二维表面等离子体光栅光吸收器

本文设计了一种球形串型二维表面等离子体光栅光吸收器,采用二维时域有限差分法(2D-FDTD)分析了该吸收器的几何结构参数对其吸收特性的影响.结果表明,通过调整小球的半径、球形串之间的中心距离以及球形串上小球的层数,可以有效地降低反射率,从而提高对光的吸收率.从中心位置向左右两边使球形串之间的中心距离线性减小,可明显改善其吸收效果.当球形串上小球的层数超过50层时,基本达到了饱和吸收的状态.这种光吸收器在薄膜太阳能电池中具有一定的应用前景.     

双椭圆纳米金属棒构成的表面等离子体波导的传输特性分析

设计了一种双椭圆纳米金属棒表面等离子体波导,采用频域有限差分法,对这种波导所支持的基模的能流密度分布、有效折射率和传播长度随几何结构参数和工作波长的依赖关系进行了分析.结果表明,沿纵向的能流主要分布在两个椭圆金属棒所形成的中间区域,且越靠近金属棒的弧形边,沿纵向的能流越大.通过调节两个金属棒的中心距离以及它们的两个半轴的大小,可以调节模式的有效折射率和传播长度.在工作波长确定的条件下,相对于a=b的情形来说,在a<b时,场与金属表面接触的面积较大,场 关键词： 集成光学 光波导 表面等离子体波导     

槽深受sinc函数调制的表面等离子滤波器的传输特性

设计了一种基于金属-绝缘体-金属(MIM)波导的槽深受sinc函数调制的表面等离子滤波器,采用二维时域有限差分法(2D-FDTD)法,数值分析了这种表面等离子滤波器的几何结构参数对传输特性的影响.结果表明,与未经sinc函数调制的情形相比较,经sinc函数调制的滤波器的透射谱中位于禁带右侧的边缘变得更加陡峭,滤波性能更好.槽的最大深度、宽度、周期数、水平通道的宽度及sinc函数的高度对传输特性的影响较为明显,而sinc函数主花瓣的半宽对传输特性的影响较小.这种表面等离子滤波器在高集成度的光学回路中具有一定的应用前景.