不同介电常数材料光子晶体慢光特性研究

在研究光子晶体慢光波导中,能带结构和色散特性是两个最重要的问题.采用平面波展开法及相关的数学理论推导,研究不同的介电常数材料对光子晶体线缺陷波导中慢光传播性质的影响,对二维线缺陷光子晶体慢光特性进行模拟和计算.仿真结果显示:随着材料介电常数的增大,慢光波导的相对禁带宽度增加,缺陷模式导光频率降低,群速度减小.因此,选择...     

基于左手材料波导的慢光产生

通常右手材料中实现慢光的方法包括改变材料色散和波导结构色散,而左手材料的提出除了可以利用上述方法外还为慢光技术的实现提供了全新的方法,并具有室温固体条件下易实现的优点。分析了利用左手材料实现慢光的两种机理,并介绍了当前利用含有左手材料的波导结构实现慢光的研究进展和成果,最后对左手材料在慢光领域的应用做了总结。     

关于光拍法测光速实验中光电流表示式的探讨

利用光拍法测光速实验是一个比较重要的近代物理实验.在相关文献关于光拍形成原理的介绍中,光电探测器输出光电流的表示式有误.从光电探测器的光电计数理论的基本公式出发,对探测器输出的光电流表示式进行了推导,并对推导结果进行了分析讨论.最后指出了相关文献中出现错误的原因.     

色散透镜系统中宽带厄米-高斯光束的焦移

为了了解带宽对厄米-高斯光束的聚焦特性和焦移的影响，采用衍射积分推导了TEM₁₁模和TEM₂₂模厄米-高斯光束通过受光阑限制色散透镜的传输公式，并利用数值计算对聚焦光强分布进行了研究，分析了带宽对两种模式焦移的影响。结果表明，TEM₁₁模和TEM₂₂模厄米-高斯光束的焦移量都会随带宽增大而增大，但两者的大小依赖相对带宽；当相对带宽小于0.25时，TEM₂₂模焦移量大于TEM₁₁模焦移量，然而相对带宽大于0.25时，后者会稍大于前者；带宽变化使TEM₂₂模轴上光强主极大和次极大发生消长，从而引起轴上光强极大位置发生跃变。该研究结果对宽带厄米-高斯光束的应用具有一定的参考价值。     

毫秒激光致固体靶材熔融喷溅的比较实验研究

为了研究毫秒激光致硅靶的熔融喷溅机理,采用阴影法,通过高速CCD获得了毫秒激光与固体靶材（硅靶和铝靶）相互作用的序列阴影图,研究了毫秒激光致固体靶材的融熔喷溅过程。实验上对比了毫秒激光致硅靶和铝靶熔融喷溅过程的不同,并对毫秒激光致固体熔融喷溅形成的机制进行了讨论。根据两种靶材融熔喷溅机理不同,解释了两种靶材融熔喷溅物的形貌、喷溅角度、喷溅物分布和喷溅物亮度不同的原因。结果表明,毫秒激光对两种靶材均能产生气化和熔融喷溅过程,但气化强度和熔融喷溅物的形态、亮度均不相同;激光作用硅靶时,作用区域所产生的气化现象不明显,熔融喷溅物呈液滴状,其亮度强于背景光,熔融喷溅方向与靶材前表面法线所成角的最大值为45°,熔融喷溅物分布在其间;而激光作用铝靶时,作用区域的铝靶所产生的气化现象更加明显,熔融喷溅物呈线状不透明流体,其亮度低于背景光,熔融喷溅方向与靶材前表面法线所成角度为20°,熔融喷溅物分布在熔融喷溅方向所在的直线周围。该研究对激光加工技术是有帮助的。     

激光冲击硬化层中激光声表面波的实验研究

激光冲击硬化通过在材料的近表面产生残余压应力来提高材料的表面硬度和抗疲劳寿命。材料近表面性质的变化能够导致在其中传播的声表面波发生色散。为了研究激光冲击硬化后金属Al合金样品中的激光声表面波(SAW)的传播,提出一种合理的宽带激发和接收方法,搭建了由激光激发、聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器接收超声信号的实验装置。分别对不同条件下激光冲击的Al合金样品中的激光声表面波进行了探测,通过对接收到的超声信号进行时频分析得到了信号的频谱以及声表面波的相速度色散曲线,速度色散主要是由于晶粒方向改变和错位密度的增加引起的。     

关于群速超光速特性的实验

实验探讨了在群速超光速的情况下信号传播速度的特点.正弦调幅信号通过失配的传输导线组时在特定的频率下能够出现群速超光速现象.验证了群速超光速在光子晶体中的速度随着导线的延长是起伏变化的,所获得的信号包络传输速度分别为1倍多光速到2倍多光速.当失配线足够长时(实验中为179.8m),甚至出现负群速.实验结果表明群速超光速与通常以光速传递情况的差异不但表现在大小方面,而且还表现在速度值的起伏方面.实验结果揭示了群速超光速传输速度特点与光和电的正常传输情况有明显的区别.     

基于掺铒光纤Bragg光栅的慢光和超光速传播的研究

光的群速度控制一直是重大研究课题之一.基于光纤的超光速和光速减慢带来新的技术突破.简述了超光速和光速减慢技术的发展.提出一种利用光泵浦改变掺铒光纤Bragg光栅中探测光的群速度的方法.推导了系统方程.讨论了光泵浦功率、光纤Bragg光栅长度、掺杂Er3+离子浓度及光栅折射率调制幅度对群速度的影响.     

固体化学反应的光声模型

建立了含固相化学反应的光声模型．通过对模型的数值模拟和对不锈钢、过氨酸铵复合材料样品的光声测试验证了该模型能较好地描述由激光引发的化学反应的光声效应。     

掺铒光纤中浓度效应对光脉冲群速的影响

利用相干布居振荡技术在介质吸收光谱上产生烧孔,孔宽大约为基态粒子数恢复时间的倒数.由增益理论分析得出不同抽运光强度对介质吸收状态的影响.在介质的吸收区域,振荡导致光脉冲经历饱和吸收,脉冲传输延迟;在介质的增益区域,振荡又导致光脉冲经历增益饱和、脉冲传输超前.将此技术应用在掺铒光纤(EDOF)中实现了光速人为可控.根据布居振荡效应及增益理论,由速率方程出发,得到了探测光的群折射率的理论解析表达式.考虑掺铒浓度对光脉冲群速度的影响,分别对四种浓度的光纤进行实验研究,观测到的最慢群速分别为3.45×102m/s,相应感生群折射率8.7×105.     

四能级固体增益介质中长脉冲抽运光的吸收

从激光介质中光能量的传输方程和速率方程出发,讨论了增益介质对抽运光的吸收问题。理论分析表明,只有在泵浦能量密度较小条件下(其量值因介质不同而不同)固体激光增益介质对抽运光的吸收才随吸收深度呈指数形式;当抽运光的能量密度增大到一定程度时,增益介质对抽运光的吸收随吸收深度由指数关系变为线性关系。把这个理论应用于 YAG晶体的模拟结果表明,当泵浦能量密度小于1.0×104 J·s-1·cm-2时,增益介质对抽运光的吸收随吸收深度近似指数形式;当泵浦能量密度大于1.0×105 J·s-1·cm-2时,在0.7 cm的吸收深度内,透过率与吸收深度的关系呈线性关系。     

光子晶体波导慢光技术

介绍了光子晶体波导中慢光产生的基本原理,指出目前慢光传输的主要测量手段及热点研究问题,对三种常见的光子晶体波导优化结构进行了简单介绍.     

光子晶体内的慢光及其应用

光子晶体是一种具有周期性介电结构的人造材料,具有独特的光子带隙特性,能控制光子的运动状态,是慢光实现的最佳材料系统之一.从多角度描述了光子晶体内产生慢光效应的物理机理,并给出了光子晶体内慢光效应的研究进展状况和主要研究方向,最后讨论了其潜在应用.     

Slow Light Transmission in Chalcogenide Photonic Crystal Waveguide

The slow light propagation in a line defect waveguide in chalcogenide photonic crystal of As2S3 rods in air medium has been investigated.It is found that the filling factor of the chalcogenide photonic crystal and the size of defect rods decide the propagation of the guided mode.An increase in the filling factor results in a sharp decrease of the group velocity in the photonic crystal waveguide.It has been demonstrated that,by tuning the filling factor and size of defect rods,the group velocity will be redu...     

辅助光注入下半导体光放大器的快慢光性能

随着全光网络的快速发展,快慢光技术受到了广泛关注。为了研究半导体光放大器(SOA)的快慢光效应,文章构建了辅助光注入半导体光放大器的理论模型。比较了辅助光注入SOA前后,直流电流、调制电流、调制频率、相移以及增益系数等参数对相位延时量的影响。仿真结果表明：辅助光的注入使输出信号光由慢光变为快光,辅助光功率越强,效果越明显。同时,注入辅助光信号后,直流电流越大,相位延时量越大;调制电流、调制频率、相移及增益系数越大,相位延时量越小。     

光子晶体慢光控制及其规律

光子晶体缺陷模式中,光群速大大降低可获得很高的群延时.调节光子晶体的参数可以动态地改变光子晶体缺陷模式中的光群速,从而获得可调的光延时.列举了两种动态控制光子晶体缺陷模式光群速的方法,并在仿真中进一步发现:改变光子晶体多个参数可以使禁带缺陷模式的位置不变,这时光的群速也不发生变化.得出了缺陷模式位置和其中光群速之间的关系,并且使用平面波展开法的原理证明了只有缺陷模式发生位移才能使其中的光群速变化.     

光在柱状生物组织中传输的特性

利用蒙特卡罗方法对同一组光学参数分别模拟了半无限大平面、单层柱状和双层柱状生物组织中的吸收光子数密度,结果显示不同边界情况下光在生物组织中的传输有明显的差别。讨论了边界对生物组织中光传播的影响,模拟了柱状生物组织中的能流率随空间坐标的变化,并与实验结果进行了比较,验证了模拟计算的正确性。     

光在纤维介质中传播的研究

利用光线追踪方法在近轴近似下模拟了高斯光束在不同折射率分布纤维状介质中的传播。针对等离子体对激光的导引和离焦现象 ,以及应用激光操纵粒子的空心环状光束产生进行了模型化分析和讨论。