非线性一维光子晶体波导光双稳

利用非线性折射率系数较大且非线性时间响应较快的CdS_xSe_1-x玻璃为材料,设计并制备了非线性一维光子晶体波导光双稳器件,该器件的折射率空间分布呈正弦形式。实验测得双稳开关的阈值功率密度为1.60×10⁵W/cm²,开关时间为63ps。采用时域有限差分方法讨论了光子晶体带隙随入射光强变化而移动的情况,随着入射光功率密度的增加,光子晶体的带隙中心向短波方向移动。同时计算了该器件的双稳特性,理论计算得到双稳开关的阈值功率密度为1.40×10⁵W/cm²,开关时间约为50ps。获得了理论与实验基本一致的结果。     

非线性光学 非线性光学器件

O437 2005031832 非线性一维光子晶体波导光双稳=Characteristics of opti- cal bistability of nonlinear one-dimensional photonic crystal waveguide[刊,中]／陈明(哈尔滨工业大学理学院应用物理 系．黑龙江,哈尔滨(150001)),李淳飞…∥发光学报．- 2004,25(6)．-620-624 利用非线性折射率系数较大且非线性时间响应较快 的CdSxSe1-x玻璃为材料,设计并制备了非线性一维光子 晶体波导光双稳器件,该器件的折射率空间分布呈正弦形 式。实验测得双稳开关的阈值功率密度为1．6×10~5 W／ cm2,开关时间为63 ps。采用时域有限差分方法讨论了光     

低损耗有机无机混合溶胶凝胶波导的实验研究

利用有机无机混合的溶胶凝胶方法在硅基底上制备波导薄膜.采用正硅酸四乙酯和苯基三乙氧基硅烷作为反应先驱物,利用旋涂的方法成膜,对其折射率,传输损耗以及条形波导的光刻、刻蚀特性进行了研究.测量了波导薄膜折射率随成分变化的关系.实验表明,该方法工艺简单,可以获得具有较低损耗的波导薄膜.测试得到632.8 nm波段的损耗系数为0.23 dB/cm.采用ICP刻蚀工艺获得了较为平整的条形波导.     

K-Na离子交换单模平面波导的制备及其表征

通过K-Na离子交换技术制备了多模玻璃平面波导.采用棱镜耦合技术测量了波导的有效折射率,用IWKB方法拟合得到K-Na离子交换波导的折射率分布符合高斯分布,由色散曲线得到单模波导的制备条件(即扩散深度范围),从而得出单模波导的离子交换时间范围,制备出单模波导,并通过求解WKB色散方程得出单模波导的表面折射率.用普通数码...     

Ag-Na离子交换玻璃波导的折射率分布研究

用Ag-Na离子交换技术制备了玻璃平面波导.通过棱镜耦合技术测量了波导的模折射率,用反WKB方法拟合得到了平面波导的折射率分布为高斯分布.发现Ag-Na离子交换的扩散系数与交换时间有关,并且随着交换时间的增加而减小.使用随离子浓度变化的扩散系数求解扩散方程得到了玻璃内部Ag离子浓度分布,并通过SEM谱证实了求解的正确性;使用一次多项式模拟的方法求解折射率变化与Ag离子浓度变化之间的关系,得到了平面波导的折射率分布.与反WKB法只能获得多模离子交换平面波导的折射率分布相比,这种方法可以得到任意扩散时间下折射率变化与Ag离子浓度,可以获得单模平面波导的折射率分布.     

基于阵列波导光栅的高精度折射率传感器研究

设计和研究了基于阵列波导光栅的高精度折射率传感器.该传感器利用阵列波导光栅的阵列波导区域对相位差敏感的特性,通过在阵列波导区域挖槽来测量通过沟槽的液体的折射率变化.由于阵列波导之间的相位差变化会导致输出波导的输入面的最大光强位置的变化,所以通过入射窄带光源并计算其中两个输出波导的功率比的变化,就可以得到实时的折射率变化.利用傅里叶光学和光波动理论的方法建立数学模型,经过综合考虑各种因素,设计了合理的参数,通过拟合得到折射率变化和光功率比的解析式.这种方法能够有效地消除仪器的不稳定性、内部损耗和环境影响带来的测量误差,提高测量精度.     

用转移矩阵法研究LNN型非线性平面光波导

用转移矩阵法数值分析了芯区和衬底为非线性介质、覆盖层为线性介质结构平面光波导的传播特性,包括TM的模场分布和功率与有效折射率之间关系的分析.解析地表达了模式本征方程和功率分布,对非线性介质中电场强度与介质非线性系数的关系进行了研究.计算结果表明,TM的模场分布和功率与有效折射率及介质的非线性系数有关.     

K-Na离子交换单模平面波导的制备及其表征

通过K-Na离子交换技术制备了多模玻璃平面波导.采用棱镜耦合技术测量了波导的有效折射率,用IWKB方法拟合得到K-Na离子交换波导的折射率分布符合高斯分布,由色散曲线得到单模波导的制备条件(即扩散深度范围),从而得出单模波导的离子交换时间范围,制备出单模波导,并通过求解WKB色散方程得出单模波导的表面折射率.用普通数码相机,通过对离子交换平面玻璃光波导传输线进行数字成像,根据传输线上的光强分布拟合出光强传输衰减曲线,计算出单模波导的传输损耗大约为0.4 dB/cm.     

非均匀梯度折射率波导中自相似光波的形成和管理

以描述光波在非均匀梯度折射率波导中传输的变系数非线性薛定谔方程为模型,讨论亮、暗自相似光波在不同波导系统中的形成和管理。根据该方程的光学自相似解,分别研究自相似光波在克尔非线性平面波导、均匀的梯度折射率平面波导、周期分布的梯度折射率波导和双曲分布的梯度折射率波导中的演化。结果表明,自相似光波的形成与波导系统的线性折射率分布和非线性折射率分布有关。在均匀系统和双曲分布的系统中,都可实现对自相似光波的压缩和放大,但在双曲分布系统中,自相似光波的传输距离会受到更大的限制。在周期振荡系统中,则可形成周期振荡且稳定传输的自相似光波。     

非线性导波现象

本文评述发生在波导结构内的三次非线性光学现象及其潜在的应用。由于波导媒质具有光强感应折射率特性,从而引起导波矢量和场分布与耦合进波导内的光功率密度有关。基于这一概念,导致了很多有趣的全光器件,诸如:光限制器,光开关,光双稳,光扫描,光控调谐滤波,光控波导互连转换等。     

Investigation of a UV-laser generated waveguide in a planar polymer chip using an improved interferometric method

Polymeric integrated-optical waveguides are prepared in a planar polymer chip by UV-laser lithographic methods. The waveguide samples are irradiated by an excimer laser at a wavelength Λ=248 nm with various irradiation parameters (different fluencies and irradiation doses). Mach-Zehnder interferometer is employed and the refractive index depth profiles of the waveguide samples are obtained. This profile covers two regions having exponential and Gaussian shapes. The model field distributions strongly depend on the refractive index of each region. The mode field distribution and the effective mode indices for each region have been calculated on the basis of a theoretical model and the experimentally measured data.     

Mode field distribution of an integrated-optical waveguide generated by UV-laser radiation at the surface of a planar polymer chip

An integrated-optical strip-waveguide is directly written into the surface of a planar polymer substrate by an excimer laser beam. The mode field distribution, the surface refractive index and the refractive index depth profile of the waveguide have been examined. The intensity distribution of the mode field strongly depends on the refractive index depth profile, on the light coupling conditions and on the waveguide fabrication process parameters.     

梯度折射率非局域介质中空间孤子振荡行为研究

应用等效粒子近似方法研究了光学空间孤子在带有局域和非局域非线性横向非均匀介质中的传输动力学行为.发现孤子在传播过程中横向的周期性振荡.折射率调制幅度和波导的归一化宽度决定了振荡周期的大小.介质的非局域对振荡振幅有着较小的影响.模拟了孤子传输过程,所得数值结果与理论分析符合很好.此外,模拟传输还发现多孤子束缚态能够在这个模型中稳定传播.这种振荡特性或许可以应用于光学路由器、转换器、开关等.     

光波导技术同步测量棱镜及波导薄膜参数

依据全反射理论和棱镜耦合原理,实现了对棱镜折射率及波导薄膜材料折射率和厚度的同步测量。使用高准直半导体激光器激光入射到棱镜内部与波导膜的分界面上,逐步旋转棱镜或改变棱镜的入射角,得到棱镜耦合M线,曲线前面几组的波谷为波导模激发,在M线左侧收尾处有一个不完整波峰,其反射光强随入射角迅速衰减,为全反射时的临界点,由此可实现棱镜及波导薄膜参数的同步测量;用此法测量了棱镜耦合一体化平面波导棱镜的折射率和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物波导薄膜的折射率和厚度。测量棱镜折射率精度为±1.9×10-4,波导薄膜折射率和厚度的精度分别为±6.2×10-4 μm和±1.6×10-2 μm。     

γ辐射对光纤波导电磁场分布的影响

开展了光纤波导中的电磁场传输理论分析,得到了光纤折射率变化对波导中电磁场分布的影响规律,建立了块状融石英材料及光纤光栅在60Co 辐射作用下折射率变化的测量系统,开展了折射率随辐射剂量变化及光纤模场测量实验。结果表明:光纤的折射率随辐射剂量的增加而增大,折射率的变化会引起波导中传输模式的场强分布变化,从而导致光纤的辐射感生波导损耗;在一定的辐射剂量范围（0～2000 Gy）内,光纤仍满足弱导边界条件,能够维持对传输模式的约束能力。     

有限元法求解任意折射率分布光纤模场分布

 应用有限元方法求解了任意径向非均匀折射率分布园柱对称介质波导中纵向场耦合波动方程定解问题所对应的变分问题,该方法不受弱导或高斯模场分布等限制,可方便地求解光纤中介质波导的模场分布。用此方法研究了带阶跃环的三角型分段折射率分布光纤中归一化模场半径与芯层传输功率比值随光纤不同结构参数的变化规律。     

Dispersion characteristics of complex refractive-index planar slab optical waveguide by using finite element method

In this paper, finite element method (FEM) mode analyses of planar slab optical waveguide having complicated refractive index profile are presented. We try to estimate the dispersion graph, mode cut-off condition, group delay and waveguide dispersion for the case of α-power and chirped-type refractive index profile. In order to obtain the more accurate result, we have derived the higher-order polynomial, which establishes the suitable relationship between b and V for different profile of optical waveguide. On the basis of the derived polynomials, the waveguide dispersion is analyzed for different type of refractive index profile waveguide. Our study shows that the waveguide dispersion can be substantially reduced when we deployed the optical waveguide having linearly chirped-type refractive index profile. Earlier too, the arbitrary refractive index profile has been analyzed but to the best of our knowledge chirped-type refractive index profile has not been analyzed till date for the case of planar slab optical waveguide.