双面金属包覆介质波层模序数的判别方法

在双面金属包覆介质波导中，随着介质层厚度的变化，会出现TM0模与TM1模的分离和简并两种状态，从而影响衰减全反射（ATR）谱中模序数的确认。通过对金属波层的理论分析和实验研究，提出了三种模序数确认方法：本征角计算法、吸收峰全峰半宽比较法和吸收峰峰间距比较法，实现了两种状态下对模序数的准确判断。     

双面金属包覆介质波导的直接耦合方法

根据双面金属包覆介质波导的特殊性质，提出了一种新的波导耦合方法，这种技术在不用棱镜、光栅和其它元件的情况下，可使光能从金属表面直接耦合进波导。实验结果与理论预言符合得很好。     

金属包覆有机聚合物波导色散特性的实验研究

采用角度扫描衰减全反射（ＡＴＲ）技术，对银金属膜包覆的ＤＲ－１／ＰＭＭＡ型有机聚合物波导的色散特性进行了实验研究，从各波长下衰减全反射共振吸收峰的位置和半宽度确定了波导相应模式的传播常数，实验结果与理论计算符合较好，说明银膜介电常数的虚部可作为微扰小量处理。     

双面金属铝包覆介质波导测量介质厚度和折射率

利用双面金属铝包覆波导的测量方法,测量了硅片的厚度和折射率。这种方法利用双面金属铝包覆波导的超高阶模的偏振不灵敏和对金属层要求较低的特点,降低了对仪器的要求和测量的成本。同时,由于应用高灵敏的超高阶导模为探针,测量精度较高,结果显示测量精度在1%以内。     

基于双面金属包覆光波导的传感器温度特性研究及实验验证

双面金属包覆波导结构(SMCW)是由一层介质波导层被两层金属膜层上下包覆的一种新型波导结构; 本文基于金属层和介质层材料的热-光效应和热膨胀作用, 研究了双面金属包覆波导结构的温度特性. 计算分析的结果表明, 金属膜层的厚度、金属的介电系数、波导层的厚度及其介电常数几乎都与温度变化成比例, 同时, 对双面金属包覆波导结构的波导功能起主要影响的是介质层的厚度值随温度的变化. 本文分别在光谱模式和角度模式下研究双面金属包覆波导结构的反射特性, 并将其应用于基于双面金属包覆波导结构的传感器, 其灵敏度约为21.89 pm/K(光谱模式)和1.449×10^-3 rad/K(角度模式). 最后, 本文对角度模式的模拟分析进行了实验验证, 实验验证结果与模拟分析结果基本一致, 实验所用SMCW样品的平均灵敏度约为0.517×10^-3 rad/K, 与模拟分析的灵敏度结果同一量级. 双面金属包覆波导结构的传感器对温度非常敏感, 且该结构的物理构造简单, 成本低, 具有非常大的潜在应用价值.     

金属包覆极化聚合物光波导的优化设计

按极化聚合物光波导器件的五层（金属－缓冲层－波导层－缓冲层－金属）对称模型，对于其金属包覆层的光学吸收所引起的光波传播损耗进行了理论分析和计算，给出了在单模条件下波导层和缓冲层折射率及其厚度之间的关系曲线，计算确定出单模极化聚合物光波导参数。     

金属包覆聚合物平板波导的微扰分析

用理想波导耦合是论为基础的微扰方法分析金属包覆聚合物平板波导,推理波导传播常数的近似解。经数值计算,分别求得传播常数的正确解与近似解,二者相比较,证明近似解具有较高的精确度。从而将求解金属包覆聚合物波导本征值方程的复杂复数运算简化成实数运算。     

确定介质波导导模折射率的一种新方法

介绍一种确定平面介质波导导模折射率的新法，它是Ｒｕｓｃｈｉｎ－Ｌｉｔ计模法的推广，与计模法有关的半相位移关系得到完善，本文还给出新法在几种有代表性波导中的应用和计算结果。     

梯形截面脊形介质波导导模的分析

本文给出用分区分离变量法计算梯形截面脊形介质波导传插特性与场分布的近似方法.所导出的数学表达式形式简单,物理图象清晰,可用袖珍计算器进行计算,计算工作量较小,所得结果与精确数值计算结果符合较好.     

电压调控多种金属膜波导特性研究

采用自由空间耦合的方法,激发双面金属包覆波导中的超高阶导模,通过在双面金属包覆介质波导的两个金属膜上加不同的电压,改变导波层铌酸锂的厚度和折射率,得到不同参数下的衰减全反射谱,从而验证超高阶导模的偏振不灵敏性及对导波层厚度和折射率十分灵敏的特殊性质,实验结果与理论相吻合。比较相同条件下反射率的变化,得到铝包覆波导的灵敏度要高于金包覆波导。所得结果对集成光电子器件的研制有一定的参考价值。     

非扫描衰减全反射探测法监控光漂白过程

提出了一种基于衰减全反射原理的实时探测方法。其实验框架由半导体激光器、空间滤波器、聚焦透镜、耦合棱镜、CCD接受装置等组成。激光束先经空间滤波器扩束，再由透镜聚焦，以一定角宽度的光束聚焦于耦合棱镜底面，由于棱镜底面的波导结构，在反射光斑中会出现若干条吸收峰，即显示出标志波导模式的一组黑线，若外界条件变化时(如紫外光照射、电极化等)，波导薄膜某些参量会受外界条件的变化而变化，表现为黑线的移动，可根据黑线的移动量，精确测量每一时刻波导薄膜的折射率和膜厚等参量。利用这种技术，可以广泛地用于条波导制作、镀膜监控、薄膜极化监控、工业气体浓度监控等领域。     

基于模式匹配法的平面波导光场分布分析

采用模式匹配法,对一个三段平面光波导结构的光场分布进行了计算机模拟,数值模拟结果正确地反映了一个宽波导与一个窄波导衔接后,在两者交接处的光波场泄露.该方法可用于分析结构更加复杂的光波导器件.     

二次多项式型平面光波导模式

用一级微扰理论，对二次多项式折射分布平面光波导，进行了波方程的解析求解，推得用Ａｉｒｙ函数表示的场解和色散方程。用一级微扰近似计算了传播常数，并与实验值进行了比较，其结果是符合的。     

Dispersion Characteristics of Plasma Mode in Corrugated Plasma Waveguide

The dispersion equation of electromagnetic wave is derived for corrugated waveguide filled with plasma immersed in magnetic field under assumption of small corrugation, the dispersion characteristics of low frequency plasma mode are calculated and analyzed, the dense spectrum of plasma mode is demonstrated.     

傅里叶变换中红外光谱法检测脑膜瘤的研究

采用傅里叶变换衰减全反射中红外光谱法检测了24例液氮冻存的脑膜瘤离体样品(其中良性肿瘤12例,有恶性倾向的肿瘤12例),对得到的红外光谱进行整理分析,发现不同类型脑膜瘤组织(如纤维型脑膜瘤和内皮型脑膜瘤)的红外光谱存在着差异,并且同一种类型的脑膜瘤组织,其恶性倾向的程度不同,他们的红外光谱也表现出较为明显的区别,因此,我们可以从各个特征吸收峰的峰位、峰形及峰强等信息的变化来区分脑膜瘤,并可以初步鉴别脑膜瘤的性质;研究结果发现,通过某些特征吸收峰(如1 160cm-1)峰位的变化来鉴别脑膜瘤的性质与病理诊断结果的符合率大于85%,说明傅里叶变换衰减全反射中红外光谱法有可能发展成为一种对样品无损伤、快速的脑肿瘤诊断新方法。     

光纤包层模受抑全内反射传感机制及液位探头设计

分析和阐释了POF光纤的包层模受抑全内反射(CMFTIR)效应及其传感机制。提出利用光纤宏弯导致模场畸变从而激发光纤包层模式的方法获得显著的CMFTIR效应并利用其实现液位传感。实验表明CMFTIR效应相对微弱,极易淹没于强背景噪声中,为此通过噪声分析提出利用宏弯耦合获得暗场信号以进一步提升信噪比。设计了双绞宏弯耦合型液位探头及其封装结构。实验结果表明,暗场耦合信号具有明显的信噪比优势,实现传感器液位区分度大于3.7 dB。相较于同类液位探头,该传感器鲁棒性好,制作更加简单且成本更为低廉。     

表面等离激元共振

表面等离激元共振是一种探测金属表面变化的敏感探针，它可以对转移到金（Ａｕ）膜表面的有机单分子层膜进行测量，测量的装置是以衰减全反射为实验基础的。     

径向折射率周期性分布波导的传播模式

在截面为圆形,沿半径方向折射率n1、n2分层周期性分布的波导中,n1折射率层中电磁场为振荡型,n2折射率层中电磁场为衰减型。将相邻n1、n2层作为一个单元,用转移矩阵法进行了计算,得到了单层(m=0)、4层(m=2)、10层(m=5)三种情况下的β-λ关系。虽然多层介质中有衰减层,但它们的β-λ关系与单层的类似。     

大截面SOI脊型波导单模条件的研究

利用有限差分方法（FDM）对大横截面SOI（Silicon-on-insulator）脊型光波导的本征模进行了计算分析, 从而确定了SOI脊型波导的单模条件, 即归一化外脊高和归一化脊宽的关系. 通过比较, 进一步明确了归一化外脊高大于0.5时现有的单模条件解析公式中常数项的取值为0.3. 同时, 还对归一化外脊高小于0.5时的单模条件也做了计算和讨论.