平面光波导器件时域有限差分束传输法分析中边界和初始条件的处理

从慢变包络（SVEA）时域光传输方程出发，对比了综合道格拉斯（GD）和传统的中心差分（CN）两种离散化格式，指出GD法比CN法精度有了很大提高.重点讨论了GD法的TD-BPM边界处理问题，给出了吸收边界和透明边界离散的显式和隐式表达式，分析并确定了交替方向隐式法（ADIM）的边界处理方式;同时，对激励源加入的连接边界进行了仔细讨论.结果表明对于隐式GD-TD-BPM法边界处理应采用隐式，中间激励更能反映光波导反射场的情况.     

应力对M-Z型InP/InGaAsP-EAM偏振

采用Agilent 81910A光子全参量测试仪,首次实验研究了InP/In1－xGaxAs1－yPy-MQW（Multiple-Quantum-Well,MQW）材料与衬底间因应力而产生的M-Z型光调制器的PDL影响以及由此引起的由差分群时延(Differential Group Delay,DGD)表征的偏振模色散(Polarization Mode Dispersion,PMD).研究结果表明,半导体MQW光调制器的PDL与DGD是一致的.因此在半导体光器件的制作过程中,应尽可能地减小衬底与波导芯层之间的因残存应力的存在造成对光器件的高速性能的不利影响.     

锥形透镜光纤聚焦特性研究

锥形透镜光纤(TLF)是实现光纤与平面光波光路(PLC)芯片高效耦合的核心元件。了解和掌握其聚焦特性是指导平面光波光路尾纤封装技术的关键。给出了表征锥形透镜光纤聚焦特性的两个参量出射光斑直径和远场发散角的理论分析模型,其误差小于1.14%;采用光束传播法数值模拟了锥形透镜光纤中的光波传输和模斑的演化,确定了锥形透镜光纤端面出射光斑的大小;优化锥形透镜光纤结构参量为:拉锥长度300μm,锥角0.733°,透镜曲率半径13.485μm;建立了基于数字摄像机的锥形透镜光纤出射光场测试系统,提出了物理光学反向推演法,计算出锥形透镜光纤聚焦光斑尺寸和远场发散角。理论与实验结果有着良好的一致:对于相同结构参量的锥形透镜光纤,实验反推法得到的出射光斑尺寸与理论值相比误差为3.15%,远场发散角误差为3.67%。     

Semi-vectorial analysis of a compact wavelength demultiplexer based on the tapered multimode interference coupler

Based on a parabolically tapered multimode interference （MMI） coupler with a deep-etched SiO2/SiON rib waveguide, a compact wavelength demultiplexer operating at 1.30 and 1.55 μm wavelengths is proposed and analysed by using three-dimensional semi-vectorial finite-difference beam propagation method （3D-SV-FD-BPM）. The results show that a MMI section of 330.0 μm in length, which is only 76% length of a straight MMI coupler, is achieved with the contrasts of 42.3 and 39.2dB in quasi-TE mode, and 38.4 and 37.8dB in quasi-TM mode at wavelengths 1.30 and 1.55μm, respectively, and the insertion losses below 0.2dB at both wavelengths and in both polarization states, The alternating direction implicit algorithm with the Crank-Nicholson scheme is applied to the discretization of the 3D-SV-FD-BPM formulation along the longitudinal direction. Moreover, a modified FD scheme is constructed to approximate the resulting equations along the transverse directions, in which the discontinuities of the derivatives of magnetic field components Hy and Hx along the vertical and horizontal interfaces, respectively, are involved.     

三维脊型光波导模斑转换器的设计和优化

在三维有限差分束传播法对脊形光波导的结构参数分析和优化的基础上,对单模光纤和脊形光波导连接耦合用模斑转换器进行了深入的研究,重点分析了影响模斑转换器性能的各种因素,如侧面边界、长度、大端宽度和厚度,以及连接光纤和模斑转换器的过渡波导的有关参数.仿真结果表明,三维锥形光波导模斑转换器大端宽度和厚度在11 5～13 5μm和4 5～6 5μm之间,且长度为200～500μm时插入损耗可低达2dB,比二维锥形光波导模斑转换器的插入损耗约减小2dB,其对横向偏移的容差也远远高于二维锥形光波导模斑转换器,合理的使用非线性边界的模斑转换器可以获得比线性边界的模斑转换器更小的插入损耗;过渡波导的宽度、芯层厚度应和三维锥形光波导模斑转换器的大端宽度和厚度一致,且其长度为150μm左右时损耗较小;另外,此类模斑转换器在减小耦合损耗的同时,还可以有效的进行光波模式的转换.     

基于区域似然比的SAR图像变化检测

针对传统基于像素的变化检测方法受Speckle噪声影响严重的问题，在区域分割的基础上，提出似然比检测的方法，获得了良好的检测结果．该方法先针对多时相SAR图像数据样本的统计模型提出未知和变化两种假设，然后采用似然比检验方法对两种假设进行检验，从而获得区域的变化检测结果．实验表明，该方法很大程度上降低了SAR图像乘性噪声在变化检测过程中带来的误检和漏检效应，将检测的精确度提高了22％，从而比较准确地反映了SAR图像区域的变化，具有很好的应用前景．     

基于系统辨识的平面光波导谐振腔滤波器仿真实验研究

分别用时域有限差分仿真算法和系统辨识算法对GaAlAs/GaAs单环谐振腔滤波器的滤波特性进行了仿真计算并进行了对比.结果表明：两种算法获得的滤波器的滤波特性基本一致,系统辨识算法比时域有限差分算法可节省一定的计算时间.以仿真模拟为基础,设计、制作了GaAlAs/GaAs平面光波导单环谐振腔滤波器.仿真计算的滤波器滤波特性与实际器件测试结果吻合较好,通带半宽约为13 nm.     

用基于磁场的改进型有限差分法分析光波导的全矢量本征模

提出一种改进的有限差分法,用以求解全矢量磁场波方程,分析光波导承载的全矢量本征模.离散交叉项时,采用与波导结构无关的六点差分格式,考虑磁场分量的导数在芯包分界处的不连续性,比传统四点差分格式有更高的计算精度.分析阶跃型光纤、矩形和脊形光波导的全矢量本征模问题,给出全矢量基模的磁场分布及其归一化传播常数,揭示全矢量本征模的混合特性,所得结果与解析法、高精度模横向谐振法的结果吻合,验证了方法的收敛性与计算精度.     

用金属-配位体缓冲溶液流动注射络合滴定镉和镓的研究

本文详细地论证了流动注射滴定的理论,推导了使用金属－配位体缓站溶液流动注射络合滴定的理论计算公式,并用Ｃｄ－ＮＴＡ和Ｇａ－ＨＥＤＴＡ分别加ＴＡＲ和邻苯二酚紫作载流,滴定了金属离子镉和镓。流动注射络合定滴定镉和镓的实验进一步验证了公式的正确性和适用性。通过大量的理论和应用实验的数据优化了实验条件,同时也进一步修正了理论公式,使之与实际的络合反应更加符合。滴定镉和镓的最低检出浓度分别为５．００×１０＾