Bandwidth-tunable silicon nitride microring resonators

We designed a reconfigurable dual-interferometer coupled silicon nitride microring resonator.By tuning the integrated heater on interferometer's arms,the"critical coupling"bandwidth of resonant mode is continuously adjustable whose quality factor varies from 7.9×10⁴ to 1.9×10⁵ with the extinction ratio keeping higher than 25 dB.Also a variety of coupling spanning from"under-coupling"to"over-coupling"were achieved,showing the ability to tune the quality factor from 6.0×10³ to 2.3×10⁵.Our design can provide an adjustable filtering method on silicon nitride photonic chip and contribute to optimize the nonlinear process for quantum photonics and all-optical signal processing.     

硅铁中碳硫含量测定的正交试验研究

铁合金产品中碳硫含量测定以硅铁最为常见 ,随着低碳硅铁 ( c C<0 .0 1 5% ) ,高纯硅铁 ( c C<0 .0 0 30 % )的出现 ,碳硫含量成为分析中必检元素 ,其含量的准确测定显得尤为重要[1] 。而硅铁中碳硫含量的测定是铁合金产品中很难测准的品种 ,其原因是硅铁样品难烧好 ,加上低碳硅铁中碳硫含量比普通硅铁中碳硫含量低的多 ,这对准确测定低碳硅铁中碳硫更增加了难度。美国 LECO公司在高频红外仪上推荐采用双层坩埚燃烧 ,但每只坩埚 1美元 ,成本较高。国内曾报道采用 W、Fe、Sn分层夹样品 ,但用在低碳硅铁上效果仍不理想。在使用仪器上 ,除…     

用时域有限差分法研究二维光子晶体传输特性

将时域有限差分方法用于光子晶体传输特性理论研究，分别计算了二维方型光子晶体TM模和TE模的透射率频率分布；根据光子晶体的标度不变性特征，在微波频段制作了光子晶体，并设计了实验装置；实验结果与计算结果一致表明：对于一定的入射方向，某些频率的光不能在光子晶体中传播。     

光子晶体波导定向耦合器

在完整二维光子晶体中引入线缺陷后，就形成了光子晶体波导；将时域有限差分方法(FDTD)用于光子晶体波导耦合研究，计算了不同耦合长度情形下的波导各个出口处的透过率，结果表明：光子晶体波导耦合遵循普通介质波导耦合的一般规律，也有定向耦合的功能。进一步的研究表明：对于不同的频率，光子晶体定向耦合器耦合系数是不同的，并且耦合系数和对应的频率之间近似直线关系。     

光子晶体共振现象研究

完整二维光子晶体中引入点缺陷后，在光子晶体禁带中会有共振模出现；将时域有限差分方法(FDTD)用于光子晶体共振特性研究中，给出共振频率的位置，直观地给出共振现象发生的过程。     

电化学制备P型硅基二维光子晶体优化参数

利用光刻技术与碱性腐蚀等工艺预写晶格图样，采用电化学腐蚀方法在P（300）型硅基底制备二维大孔硅光子禁带结构．结果表明：在预写有晶格图样的P（100）型硅基底上由电化学阳极氧化制备的二维大孔硅，其孔洞的生长速率、深宽比及表／侧面形貌与电解质配比方案及阳极电流密度均密切相关．在优化的电化学工艺参数下得到的空气洞阵列，具有近乎完美的二维四方晶格，晶格常数为3．8μm，孔洞直径约3．0μm，孔洞深宽约90μm，深宽比达30．该方法可用于制备在中红外或近红外波段具有完全二维光子带隙的光子晶体．     

基于光子晶体波导定向耦合的光子晶体分/合频器

在完整二维光子晶体中引入线缺陷后,就形成了光子晶体波导。将时域有限差分法(FDTD)和平面波法作为光子晶体理论研究的工具。研究结果表明,光子晶体波导之间的耦合遵循普通介质波导耦合的一般规律,有定向耦合的功能;将两个具有不同耦合长度的光子晶体波导定向耦合器顺序集成在一起,可以组成一个三波长的光子晶体分/合频器。     

优化电激励光子晶体单缺陷激光腔结构

设计和制作电激励光子晶体微腔激光器的一个困难是电流的注入问题,而且电流的路径时常会导致微腔的Q值降低。将三维并行时域有限差分方法用于电激励光子晶体单缺陷激光腔研究,给出了微腔的本征模式分布。根据模式特点,选择单极子模式作为研究对象。数值模拟表明,在保持C_(6v)对称性条件前提下,微调最靠近微腔中心的6个空气孔的位置使得单极子模式的光场分布在腔边缘发生缓慢变化可以将单极子模的Q值和Purcell因子提高大约7倍。即激光器阈值可以降低7倍。     

光子晶体的非严格周期性对其传输特性的影响

将时域有限差分法(FDTD)用于光子晶体传输特性研究。以二维方格子光子晶体TM模为研究对象。分别讨论了光子晶体制作过程中圆柱半径和品格常量误差对光子晶体传输特性和光子晶体器件性能的影响。研究表明。圆柱半径和品格常量的误差越大。光子晶体的带隙效果越差。在一定的误差范围里,光子晶体的传输特性能够被很好地保持;由于误差的存在,光子晶体点缺陷所形成的微腔的共振频率位置与理想情况发生了漂移;加工精度误差对光子晶体器件性能有较大影响。     

用级联缓变结构实现光子晶体波导和传统波导的耦合

为了提高光子晶体波导与传统介质波导的耦合效率,设计了级联缓变结构.先将传统介质波导中的光耦合进尺寸相当的光子晶体W5波导中,然后W5波导中的光被耦合进尺寸较小些的W3波导中,最后光被耦合进尺寸最小的W1波导.各级波导之间由半径逐渐增大的空气孔连接,空气孔半径逐渐变化相当于波导有效折射率在变化,所以各级波导可以看作是被折射率缓变结构连接起来.由于折射率的缓变,使得光从前一级波导耦合进相邻的后一级波导时反射很小,从而能有效地提高耦合效率.数值计算表明,在光子晶体禁带范围内,除了波导有限长度和波导微小禁带造成的微小不通带外,耦合系数一般能达80%左右,最高可达到95%.