基于椭圆孔包层和微型双孔纤芯的新型高双折射光子晶体光纤

设计了一种新型高双折射光子晶体光纤,即其包层引入椭圆形空气孔,且以三角晶格方式周期排列,纤芯引入亚波长尺寸(~0.16 μm)的微型双孔结构阵列.采用全矢量有限元法和各向异性完美匹配层边界条件分析了该型光子晶体光纤的双折射特性和色散特性,详细介绍了该光子晶体光纤在不同的椭圆率、椭圆归一化面积、微型双孔孔径、两小孔之间间距的情况下双折射和限制损耗随波长的变化曲线.模拟结果表明,通过同时在包层和纤芯引入非对称性,获得了较高的双折射(~10^-3量级)和极低(~10^-4 dB/km)的限制损耗.提供了一种新的光子晶体光纤设计方法,即通过同时在包层和纤芯引入新结构来同时获得高双折射和低损耗.     

表面等离子体激元微盘的优化设计及应用

表面等离子体激元(SPP)微腔具有很高的品质因子和极小的模式体积,在光电子器件研究方面具有重要的应用价值。采用有限元法对表面等离子体激元的金属覆盖介质微盘谐振腔进行理论模拟,研究考虑微盘底半径、介质层厚度及金属膜厚度等参数对微盘表面等离子体模的品质因子及模体积的影响。研究表明,在光通信波段1550nm附近获得高品质因子(1000以上),极低模式体积的表面等离子体微盘。最后研究了利用优化设计的微盘进行折射率传感的应用,获得了高达300nm/RIU的折射率传感灵敏度。     

金属-电介质约束的半导体微盘激光器

设计了一种以半导体材料InGaAsP作为核心结构的器件表面蒸镀二氧化硅膜层,在其上蒸镀金膜层,构成金属电介质半导体微盘激光器结构,盘面的厚度为2μm,盘面半径为6 μm ,盘壁侧表面与底面的夹角为45°.使用有限元法对该结构器件的回音壁模式进行数值研究.利用所谓“偏微分方程的弱项形式”有效地抑制了许多局域不变性相关的“伪解”.通过数值求解弱项型矢量亥姆霍兹方程,得到微盘激光器回音壁模式的横磁场分布,在此基础上讨论了其品质因数(Q值)、模体积、不同金属和电介质膜厚度对器件品质因数的影响、盘的半径和其品质因素的关系等相关量,理论计算表明,这种结构的器件较直接在介质表面蒸镀金属膜层结构的器件的品质因数高2～3倍,实验还获得了基阶和高阶的表面等离子体波模式,以及品质因数最大达到约5100的光学-电介质基模.     

基于椭圆孔包层和微型双孔纤芯的新型高双折射光子晶体光纤

设计了一种新型高双折射光子晶体光纤,即其包层引入椭圆形空气孔,且以三角晶格方式周期排列,纤芯引入亚波长尺寸(～0.16 μm)的微型双孔结构阵列.采用全矢量有限元法和各向异性完美匹配层边界条件分析了该型光子晶体光纤的双折射特性和色散特性,详细介绍了该光子晶体光纤在不同的椭圆率、椭圆归一化面积、微型双孔孔径、两小孔之间间...     

金属-电介质约束的半导体微盘激光器

设计了一种以半导体材料InGaAsP作为核心结构的器件表面蒸镀二氧化硅膜层,在其上蒸镀金膜层,构成金属-电介质半导体微盘激光器结构,盘面的厚度为2 μm,盘面半径为6 μm,盘壁侧表面与底面的夹角为45°.使用有限元法对该结构器件的回音壁模式进行数值研究,利用所谓"偏微分方程的弱项形式"有效地抑制了许多局域不变性相关的"伪解".通过数值求解弱项型矢量亥姆霍兹方程,得到微盘激光器回音壁模式的横磁场分布,在此基础上讨论了其品质因数(Q值)、模体积、不同金属和电介质膜厚度对器件品质因数的影响、盘的半径和其品质因素的关系等相关量.理论计算表明,这种结构的器件较直接在介质表面蒸镀金属膜层结构的器件的品质因数高2～3倍.实验还获得了基阶和高阶的表面等离子体波模式,以及品质因数最大达到约5 400的光学-电介质基模.