Electromagnetic Bloch oscillation in one-dimensional multiple microcavities composed of metamaterials

We propose a photonic structure stacked sequentially by one-dimensional photonic crystals and cavities. The whole structure is composed of single-negative and double-negative materials. The optical Wannier-Stark ladder （WSL） can be obtained in a low frequency region by modulating the widths of the cavities in order. We simulate the dynamical behavior of the electromagnetic wave passing through the proposed photonic structure. Due to the dispersive characteristics of the metamaterials, a very narrow WSL can be obtained. The long-period electromagnetic Bloch oscillation is demonstrated theoretically to have a period on a microsecond time scale.     

恒星内部核反应区的振荡

用非平衡热力学理论处理受引力和温度梯度影响的热核反应系统的反应扩散方程，考虑３α（３个Ｈｅ＾４合成Ｃ＾１２）反应的粒子数密度的振荡。ｇ－Ｔ可激发超临界的振荡分歧，而压力的影响则使振荡衰减。     

一种基于光子晶体异质结构的新型多通道波分复用器

在二维三角光子晶体环形腔的周围增加六个散射介质柱,构成一个新的环形腔结构,该结构使光波的透射率达到90%,带宽也比较小。通过改变光子晶体介质柱的折射率,使环形腔的选择波长不断改变,能够明显地区分出两个不同波长,且分波波长在通信波长范围之内。将不同折射材料的光子晶体连接在一起,构成一种新的光子晶体波分复用器,相比同种材料,它具有高效率,多波长选择的优点。利用这种异质结构可以构建一个多波长的波分复用结构,它也为制作多通道波分复用器奠定了基础。     

基于全内反射光子晶体多模波导偏振无关型光分束器

研究了全内反射在光子晶体多模波导中的作用,利用常规的耦合模理论对对称入射时的多模干涉行为和自映射现象进行了讨论和分析.研究表明,输入光场依然能沿着多模导光区高效的传输,这种结构中的光场传输是由全内反射和布喇格反射的联合作用而决定的.设计了一种全内反射偏振无关型光分束器,这种分束器在集成光学中具有重大的潜在应用价值.     

基于1×4光子晶体波导分束器的特性研究

光子晶体波导分柬器是集成光学电路的重要组成元件。设计一种线缺陷1×4光子晶体分束器,用时域有限差分法研究其特性。实验结果表明：输出端的透射传输特性随入射光的波长和分支的几何形状有关,并且入射波分别相等地流入4个输出端口。为了减少1×4分束器在3个Y型分支区的反射,通过调节分支区的可调介质柱的半径尺,可使每个输出端口输出较高的透射率。     

超晶格带结构及透射谱

采用转移矩阵方法，研究了一维有限超晶格的电子态与透射问题。计算了一维有限超晶格的子带带隙，以及一维完整有限超晶格中电子的透射谱和一维有限超晶格中含单个缺陷层或少量缺陷层的电子的透射谱。本文给出的方法对于研究电子通过任意排列的一维有限超晶格的透射具有普适性。     

基于光子晶体共振耦合的四波长波分复用/解复用器

谐振腔因其具有选频功能而在集成光学领域具有广泛的应用. 通过两个光子晶体环形腔、四个不同尺寸的光子晶体微腔及波导之间的耦合, 实现了1310 nm, 1550 nm, 1600 nm和1650 nm 四个波长的波分解复用．时域有限差分法模拟分析的结果表明, 仅仅通过调制输出波导边缘介质柱的半径, 即可使四个波长的输出效率均达到90%以上. 所设计的器件不但效率高, 而且尺寸小(约为12 μ m× 17 μ m), 在未来的光通信领域中具有潜在的应用价值.     

非完整超晶格中电子透射问题的计算机模拟

采用转移矩阵方法,模拟研究了垒高无序和阱宽无序非完整超晶格的电子态问题.计算了垒高无序有限超晶格的透射谱和其局域态波函数以及阱宽无序有限超晶格的透射谱和本征值,直观地给出了垒高无序和阱宽无序非完整有限超晶格其电子态行为的物理图像.模拟结果表明:垒高无序和阱宽无序这两种常见非完整一维有限超晶格的子带带隙间均存在强烈的电子运动定域化,且电子波的布喇格散射对周期性势场更敏感;这两种非完整性引起的局域,通过计算电子局域态波函数和有限系统的本征值得到了证实;对本文讨论的这种类型和周期的超晶格,如果控制阱宽在9.1～10.9nm间随机变化,即阱宽的值最大相差1.8岫时,计算机模拟的结果是,阱宽的这种非周期性开始使子带的带隙消失.     

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.     

Proposal of an Ultracompact Triplexer Using Photonic Crystal Waveguide with an Air Holes Array

We propose an ultracompact triplexer based on a shift of the cutoff frequency of the fundamental mode in a planar photonie crystal waveguide （PCW） with a triangular lattice of air holes. The shift is realized by modifying the radii of the border holes adjacent to the PCW core. Some defect holes are introduced to control the beam propagation. The numerical results obtained by the finite-difference time-domain method show that the presented triplexer can separate three specific wavelengths, i.e. 1310, 1490 and 1550nm with the extinction ratios higher than -18 dB. The designed device with a size as compact as 12 μm × 6.5μ m is feasible for the practical application, and can be utilized in the system of fiber to the home.