复色光伏孤子的稳定性

给出求解复色孤子半高宽的近似方法，该方法对分析复色光束的演化提供一个定性的基础 .进一步的数值模拟结果表明，当入射双曲正割光束满足复色光伏孤子半高宽与中心光强的 关系时，双曲正割光束在晶体中的传播就非常接近孤子，表明复色光伏孤子对于小的微扰是 稳定的.此外，复色光伏孤子对于小的轴偏离具有较好的稳定性；复色光伏孤子对因温度微 扰引起折射率变化的情况也具有较好的稳定性.一般情况下，初始光强分布接近复色光伏孤 子光强分布的两束光的光强在传播过程中不断地起伏，形成呼吸状结构，但如果入射面处的 光强明显偏离孤子的光 关键词： 复色光伏空间孤子 稳定性     

聚合物脊形光波导TM模色散特性的偏振修正

有机聚合物脊形光波导的色散特性对聚合物光子学器件性能具有重要影响.本文利用标量变分理论计算脊形光波导的有效折射率,其用到的近似光场分布运用变分有效折射率法获得.考虑折射率分布的横向变化,基于导模满足的矢量波动方程,利用微扰法对标量变分理论所得有效折射率进行偏振修正,求得精度更高的色散特性.对聚合物多模脊形光波导基模和高阶模的色散特性进行分析,研究了波导结构参数对色散特性的影响,分析了单模波导TM、TE基模的偏振色散特性.研究结果表明,运用本征方程分析TM模的色散特性误差大,必须加以修正;而对于TE模,其误差相对较小.     

钛扩散LiNbO3单模波导场分布

给出了 Ti 扩散 LiNbO₃条波导任意阶导模场分布的近似解,通过逐点近似法确定待定常数,分析了它的物理意义,也给出了导模的传播常数和有效折射率的解析式,与变分法相比,这种方法物理概念明确,计算量小,寻优简单,为集成光学的设计提供了一种计算精度较高的计算方法.     

Fermi折射率分布光波导的模方程

对Fermi折射率分布的特性进行了分析,用光线理论推导出Fermi折射率平面光波导的近似超越模方程.理论分析和实验结果比较表明,Fermi折射率分布函数能较好地描述准阶跃渐变折射率.得到的近似模方程相当精确地决定了这类波导的模式特性,比阶跃折射率近似精确.     

渐变折射率波导传播特性微扰计算的代数递推公式

应用量子力学的超位力定理（HVT）和赫尔曼－费恩曼（Hellmann-Feynman）定理（HFT），导出了用微扰法计算渐变折射率平面波导传播常数各级近似值的代数递推公式，并给出了由传播常数近似值计算模场近似表达式的代数式。计算了几个典型实例，此法的特点是便于直接计算任意级近似的传播常数及模场分布，且可推广到二维波导的计算。     

无电极电光M-Z型电场传感器LinbO3波导折射率变化研究

利用微扰近似法，导出了折射率的变化公式，通过数值计算，分析并讨论了电场与折射率变化的关系。得出了其函数关系式，通过对实验室制作的器件进行直流测试，进一步验证了函数关系式的正确性和无电极电光M－Z型电场传感器的可行性。     

聚合物脊形光波导的变分有效折射率法分析

聚合物脊形光波导是聚合物集成光电子器件的重要构成单元.利用有效折射率法计算聚合物脊形光波导的横向折射率分布及有效折射率,将各区域中的光场分布近似用分段函数表达.基于导模满足的标量波动方程,利用变分法确定变分参量,以求得准确的横向光场分布.对聚合物脊形多模光波导基模和高阶模的色散特性与横向场分布进行分析,研究了波导结构参数对色散特性的影响,计算出TM基模和高阶模的光场分布,得出了聚合物脊形光波导的单模传输条件.研究表明,该方法计算量小、精度高,对聚合物光电子器件中脊形光波导的理论分析与设计优化提供了简单高效的方法.     

Ti：LiNbO3光波导导模的场分布

给出了Ti扩散LiNbO_3条波导任意阶导模场分布的试探解.通过变分法分析,不但可以合理地确定其中的待定参数,而且也得到了相应导模传播常数的近似值.与扩展的有效折射率方法比较:这种解不但在函数形式上简单,待定常数确定方便,而且具有精度高的优点.还可以得到等效一维波导折射率分布的解析表达式.     

钛扩散铌酸锂矩形波导中的双折射耦合对传播常数的影响

 从亥姆霍兹方程出发，得到了各向异性光波导在弱导近似下的耦合模理论。耦合系数包括偏振耦合项和双折射耦合项。并用马卡提里近似下的模式作为零级近似。用一级微扰法计算了折射率渐变分布的钛扩散铌酸锂矩形波导的传播常数。在给定参数的情况下，得到双折射项引起的传播常数的改变约为主微扰项的3%，因此双折射耦合对钛扩散铌酸锂矩形波导的性能影响不可忽略，这对设计和分析与它相关的光波导器件具有指导意义。     

条形介质波导导模的近似分析

本文提出适用于计算各类条形介质波导导模传播特性与场分布的微扰方法、变分方法.本文导出的各表达式形式较简单,计算结果较其它近似方法准确,与精确的数值计算符合较好,便于应用.     

有效折射率微扰法研究单缺陷光子晶体平板微腔的性质

应用有效折射率微扰法结合二维/三维平面波方法研究了施主和受主缺陷型H1微腔的性质, 使用修正后的有效折射率可以准确地计算微腔的腔模频率, 与三维全矢量时域有限差分法的计算结果很相近. 对于施主型H1微腔, 以介质带边为匹配标准修正的有效折射率计算的微腔腔模频率误差最小, 而对于受主型H1微腔, 匹配标准则应设置为中间带. 有效折射率微扰法既可以将计算的维度从三维降到二维, 大大减少计算所需的计算机内存和时间, 又可以保持计算结果的准确性, 这对于光子晶体微腔的广泛应用具有非常重要的价值.     

低色差GRIN棒透镜制备工艺的研究

熔制了含Li+硅酸盐玻璃,玻璃的棒料在NaNO3熔盐中进行离子交换后得到了梯度折射率(GRIN)棒。采用干涉法测得了GRIN棒的折射率分布曲线。实验结果表明:通过所述的工艺,可以获得直径达5mm的GRIN棒,其折射率分布曲线与双曲正割曲线接近。分析表明GRIN棒的轴向色差评价函数值约为0 6～0 7%。     

少模光纤中折射率微扰对模式消光比的影响

根据时域微扰波动方程,推导了少模光纤中存在折射率微扰时的模式耦合方程,分析了少模光纤连接时模式的耦合特性及其对信号模式消光比的影响。以两模光纤为例,研究了最大模式耦合效率与微扰/非微扰光纤间连接损耗系数之间的关系,当模间耦合很小时前者约为后者的4倍。给出了存在折射率微扰时少模光纤的模式消光比公式,计算表明,当两个模式之间的有效相位失配因子与模式耦合系数之比大于10,或者模式耦合系数与模式耦合长度之积小于0.2时,信号模式消光比可达20 dB以上。     

等效零折射率材料微腔中均匀化腔场作用下的简正模劈裂现象

研究了零折射率材料微腔中人造原子与腔模的相干耦合现象.首先通过数值模拟的方法研究了在二维光子晶体微腔中填充阻抗匹配的零折射率材料后腔模的场分布.结果表明零折射率材料的引入使得原本以驻波场形式存在的腔模分布在整个微腔中变得近似均匀且值最大.其次,将人造原子放入腔中的不同位置并与腔模耦合,结果从频谱上观察到腔模的劈裂与人造原子在腔中的位置无关.最后,利用微波实验,通过开口谐振环等效的人造原子与一维复合左右手传输线等效的零折射率材料微腔之间的耦合验证了仿真结果的准确性.该结果为腔量子电动力学中量子点对位难的问题提供了新的方案,同时零折射率材料微腔也为今后研究原子与光子之间的相互作用提供了一个新的平台.     

常用激光峰值功率公式误差分析

为分析脉冲激光中常用峰值功率公式的误差,对高斯脉冲、双曲正割脉冲、洛仑兹脉冲、非对称双曲正割脉冲的常用峰值功率公式的误差进行了解析计算。结果表明：高斯脉冲、双曲正割脉冲、洛仑兹脉冲、非对称双曲正割脉冲中,常规峰值功率公式的结果与实际峰值功率的误差分别为6.3%,13.6%,22.1%,20.9%。在具体实验基础上采用数值方法分析了非常规脉冲的情形,给出了精确计算峰值功率的方法。     

梯度单模光纤之间的能量耦合

本文用高斯-变型贝塞耳(Gaussian-modified Bessel)函数近似基模场计算两梯度单模光纤之间的能量耦台.给出了耦台系数公式和不同v值及指数折射率分布参数g的耦合系数随距离D的变化曲线.g=∞时,本文的结果和文献[5]结果与Snyder阶跃光纤的结果进行了比较,说明本文方法的近似程度较好.     

矩形波导近似计算椭圆应力包层单模光纤的双折射

提出矩形波导近似,并分别采用Marcatili法和有效折射率法进行计算,得出了数值结果,并将其与大块光学材料近似、修正耦合波理论和微扰法以及精确求解特征方程的结果进行比较.     

介质层厚对含负折射率介质Bragg微腔的影响

研究了介质层厚对含负折射率介质一维光子晶体Bragg微腔的缺陷模和双稳态的影响.在中心频率附近将传输矩阵各矩阵元采用泰勒级数展开并取一级近似,得到了缺陷模频率与介质层厚的关系式及品质因子公式.研究结果表明：一级近似法能很好地解释中心频率附近介质层厚对缺陷模频率的影响.理想Bragg微腔结构的缺陷模品质因子最大;递增正折射率介质层厚和增大缺陷层介质层厚、递减负折射率介质层厚及同时等量递减正和负折射率介质层厚,均可使缺陷模红移,双稳态阈值降低.     

反WKB方法的改进

改进了用于确定渐变平面波导折射率分布的反WKB方法。这种渐变折射率分布是从在WKB近似的条件下得到的本征方程用数值方法求得的。用改进的反WKB方法计算3种(指数、高斯和阶跃函数)折射率分布，结果验证了该方法的有效性。先用最小二乘法拟合测量得到的有效折射率。进而求出有效折射率函数，再利用改进的算法分布计算出各自的折射率分布。计算结果同精确值吻合得很好。计算出的波导表明折射率同精确值的绝对误差约为0．1%。     

用参数微扰法求解非线性谐振子问题

用参数微扰法求解了一维非线性谐振子及二维非线性耦合谐振子的一级近似本征能量.计算表明,参数微扰法的基态和激发态结果比相应的无参数微扰法的一级近似甚至多级近似结果精度有显著提高.