基于有限差分束传播法的Mach-Zehnder型波导电光调制器的模拟设计

针对掺钛铌酸锂ＭａｃｈＺｅｈｎｄｅｒ型波导电光调制器的结构及折射率分布，运用有限差分束传播方法（ＦＤＢＰＭ）进行模拟计算，取得了二维情况下的最佳设计尺寸在此基础上，把所得的设计结果与原有的用快速傅里叶束传播方法（ＦＦＴＢＰＭ）所得的结果进行比较和分析结果显示，运用有限差分束传播方法不仅取得了预期的结果，而且，这种方法比原有的快速傅里叶束传播方法更快捷和方便，是器件设计的理想和现实的数值模拟工具     

硅光波导的束传播法设计及制备

报道用束传播法模拟设计、指导硅大断面单模脊形光波导的制备工艺，应用傅里叶变换法计算了硅光波导中导模的传播常数，对实际研制成功的ＳＩＭＯＸ及Ｓｉ／ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ单模脊形光波导，比较了其性能差异并给予理论解释。     

基于有限差分光束传播法的过渡波导功耗分析

为了在既定尺寸下减小斜坡波导和弯曲波导的功耗，设计了4种过渡波导形状函数。用有限差分光束传播法(FD-BPM)进行了模拟分析，发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在条件有关，并给出了条件表达式及其详细说明。     

Mach-Zehnder结构波导调制器的模拟分析

 将三维级数展开法与光束传播法相结合，把标量光束传播法方程转化为一阶常微分方程组;在模拟中引入正切函数变换将无限平面映射为有限平面，避免了边界截断问题,与传统的BPM法相比，该方法具有计算方法简单和计算效率高的优点。运用该法分析了Mach-Zehnder结构的铌酸锂电光波导调制器，模拟了光场在器件中的分布情况，获得了这种调制器模场损耗曲线和最佳结构参数。     

波导调制器的光束传播法设计

以光束传播法分析马赫－陈德尔型波导电光强度调制器的波导宽度，Ｙ型分支角、调制电压等参量与器件特性之间的关系，有利于Ｍ－Ｚ波导电光调制器的优化设计。     

有限差分光束传输法的分析

结合辐射可透边界条件，由Ｍａｘｗｅｌｌ方程导出了ＴＥ模和ＴＭ模的ＦＤ－ＢＰＭ法基本公式，通过对数值误差引起的计算损耗和传播常数的误差分析，对算法进行了评估。     

GeSi合金1×4Y级联分束器的有限差分束传播法模拟设计

进一步研究二个问题：（１）理论模拟的方法由快速傅里叶束传播法（ＦＦＴ－ＢＰＭ）改为有限差分束传播法（ＦＤ－ＢＰＭ），并比较了两者的优缺点。（２）模拟设计了对象提高为由ＧｅＳｉ合金单模脊形光波导组成的Ｙ级联１×４光分束器。结果表明，有限差分束传播法比快速傅里叶束传播法及显形有限差分束传播法（ＥＦＤ－ＢＰＭ），除了数学比较容易外，计算速度也快一些。尤其是对传播步长Δｚ的敏感性，有限差分束传播法远没有快速傅里叶束传播法那样严重，便利了束传播法方法的采用。正如束传播法成功地应用于ＧｅＳｉ合金光波导及Ｙ分支器的理论设计，现在用了１×４Ｙ级联分束器同样得到预想的结果。光束在分束器中传播逐步分成二束再分为四束。符合设计要求。     

聚合物自写入光波导的时域有限差分模拟

利用时域有限差分方法,对非线性光学聚合物SU-8环氧树脂在激光作用下,其折射率会升高的过程进行了数值模拟与分析,得到SU-8薄膜与激光作用一定时间之后,其内部折射率的分布。分别对表面是平面及表面带有微透镜的SU-8薄膜进行了模拟。结果表明,利用折射率升高引起的自聚焦效应,可以在SU-8薄膜内自写入波导;写入的波导以自聚焦焦点为分界点,分为锥形波导和柱形波导。写入的波导长度随着与激光作用时间的增加而增长;在与激光相同的作用时间里,表面带有微透镜的SU-8薄膜,与表面是平面的SU-8薄膜相比,锥形波导的旁瓣更收敛,写入的波导长度更长;在微透镜底面半径保持不变以及曝光时间一定时,微透镜冠高与底面半径比例为0.08时比比例为0.24时写入的波导长度要长12.2%,其中锥形波导部分要长19.2%。     

波导电光调制器结构的全波分析

本文首次用时域有限差分法对波导电光调制器结构进行全波分析。通过引入移动吸收边界条件和自动递归模型,提高了算法的计算精度和效率,获得了调制器结构参数与性能的关系曲线,为实际器件的优化设计提供了重要依据。     

三维有限差分波束传输法：用于Ti：LiNbO3方向耦合器的模拟

提出求解三维傍轴近似波动方程的交替方向隐式并分格式，并用它模拟Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３方向耦合器。     

基于广角FD-BPM的PML边界处理方法

本文提出了基于三阶Padé近似广角有限差分光束传输法(FD-BPM)的简单有效的完美匹配层(PML)边界处理方法.分别给出了该方法应用于斜波导和多模干涉(MMI)数值模拟的结果,并与用完全透明边界条件处理的模拟计算结果进行了比较.本文最后对基于广角FD-BPM的PML边界处理方法进行了优化.     

Mach-Zehnder波导中TM波的FD-BPM分析

M-Z结构波导是许多集成光学器件中的重要组成单元。本文结合辐射透明边界条件(TBC)，由Maxwell方程导出了TM模有限差分光束传播法(FD-BPM)基本方程．用FD—BPM法系统地模拟了M-Z波导结构中TM模的传播情况，并着重对其结构进行了优化设计．取得了二维情况下的最佳尺寸。研究结果表明，该法在模拟分析集成光学中具有的有效性、方便性和优越性，为实际的设计制作提供了很好的模拟依据。     

用马赫──曾德干涉仪获得分波前干涉的圆形条纹

马赫──曾德于涉仪做适当改进，可以产生出分波前干涉的全国形于涉条纹，并详细分析了其干涉条纹的特点，提出了一种新的实验观察方法，给出了实验结果。     

空间光调制器物理和大屏幕投影电视产业

简单介绍了空间光调制器的原理和结构,讨论了用于信息显示的空间光调制器的效应,包括液晶的扭曲效应和数字微反射镜的“跷跷板”效应,介绍了液晶大屏幕投影电视和数字化投影系统及其产业化发展方向。     

静态拉伸法测定金属丝杨氏模量实验的最佳条件与数据处理

本文对静态拉伸法测定金属丝杨氏模量实验的最佳条件作了进一步探讨，给出了在一定实验条件下的ｄ－ｆ曲线．并从误差角度出发，结合最佳实验条件的选取，提出了一种新的测量方法。     

二元光学分束器输出稳定性的优化设计

 提出将微分-积分法用于二元光学分束器的设计, 以改善其输出对输入变化的敏感性。模拟计算表明, 使用这种方法设计的分束器, 当输入光束形状和强度变化时, 目标光强分布保持一定程度的稳定性, 衍射效率达到92.67% , 光强不均匀性小于0.002%。当输入由基模高斯波变为超高斯波或带有微小随机起伏的矩形光斑和平面波时, 衍射效率最低仍能达到89.60% 以上, 光强不均匀性最高为11.49%。综合衍射效率与光强不均匀性两方面考虑, 本文设计结果优于现有文献报导。     

二元光学分束器输出稳定性的优化设计

提出将微分-积分法用于二元光学分束器的设计, 以改善其输出对输入变化的敏感性。模拟计算表明, 使用这种方法设计的分束器, 当输入光束形状和强度变化时, 目标光强分布保持一定程度的稳定性, 衍射效率达到92.67% , 光强不均匀性小于0.002%。当输入由基模高斯波变为超高斯波或带有微小随机起伏的矩形光斑和平面波时, 衍射效率最低仍能达到89.60% 以上, 光强不均匀性最高为11.49%。综合衍射效率与光强不均匀性两方面考虑, 本文设计结果优于现有文献报导。     

IGCC系统全工况设计优化新方法

本文研究开拓基于全工况特性的IGCC联合循环系统设计优化新方法。应用全工况和独立变量概念探讨分析系统设计优化特点和全工况特性规律,寻求系统分析方法和评价准则创新,寻求突破热力系统传统的ISO基准工况设计框架的途径,开展相关实例比较分析研究以验证新方法的有效性。研究表明,应用新方法设计优化得出的IGCC系统性能特性更加贴近实际运行情况与需求。本文研究成果将为相关系统设计优化与运行控制提供有效手段。     

用电阻法确定裂纹扩展的开裂点

近几年来,为了解决弹塑性体的断裂判据,提出了“COD”方法和J积分方法等。用实验测量其临界值的关键是需要确切地判断裂纹开始扩展的开裂点。 目前已发展了多种方法(如声发射、电位法、柔度法和金相法)以确定开裂点。我们研究了一种比较能确切判断开裂点的电阻法。