基于场匹配的任意折射率平板波导ESI参数的分析和计算

首次采用了场的最小二乘方 (LSE)和最小均方误差 (LMS)判据寻找平板波导的等效阶跃折射率 (ESI)模型 ,并通过它预测了平板波导的传输特性。计算结果表明 ,原始波导与等效波导场分布在具有最大近似性的基础上 ,ESI模型可以在一定范围内有效的预测平板波导的传输特性。归一化频率与第一个高阶模的截止频率之比在小于 0 7的情况下 ,用上述两种判据找到的ESI模型预测传输常数相对误差小于 0 0 1 % ,预测归一化传输常数的相对误差小于 1 0 %。     

平板波导谐振腔耦合损失的厄米高斯展开分析法

平板波导内的场按自由空间传播的厄米高斯函数展开，计算了平板波导谐振腔的耦合损失，给出了平板波导中ＥＨ１１模的耦合损失与球镜的曲率及位置的关系。结果表明存在两种特定的结构使耦合损失最小。     

平板波导谐振腔的耦合损失和模式特征

相应于方波导或圆波导的三种低耦合损失的谐振腔结构，即平行平面、半共心、半共焦结构、计算了不同纵横比的平板波导内各种模式的耦合损失，讨论了平板波导激光器谐振腔的设计和模式特征。     

平板波导的溶胶-凝胶法制备与测试

利用溶胶-凝胶法制作了平板波导.实验中,在不同的条件下采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备出TiO2平板波导,分析了影响平板波导的因素,如溶胶-凝胶溶液的浓度、pH值,滴胶速度,热处理等.并对在不同工艺条件下的波导膜特性进行了测试,分析了影响波导膜质量的各个因素.实验表明,在控制实验条件的前提下溶胶-凝胶法在制作平板波导膜的工艺上制作方法简单,容易实现.     

平板波导谐振腔耦合损失的衍射理论

计算了一板波导谐振腔的耦合损失，给出了平板波导中ＥＨ１１模的耦合损失与球镜的曲率及位置的关系。计算结果表明存在两种特定的结构使耦合损失最小。     

非均匀平板波导的色散方程

利用转移矩阵理论分析了任意折射率分布平板波导的传输特性，导出了非均匀平板波导的近似解析色散方程，并指出了ＷＫＢ近似的局限性，数值比较的结果表明，文中所得公式的精确度优于传统的ＷＫＢ方法和其它近似方法。     

多层线型分割法分析渐变型平板介质波导

提出了一种求解渐变折射率平板光波导的传播常数和场强分布的数值计算方法,计算了几类典型的渐变折射率波导的传播常数数值,并与其它方法进行了比较,结果表明,该方法计算的精度极高,速度较快,有实用价值.     

在一种新的聚合物材料上刻写正弦相位波导光栅及其特性研究

用双光束干涉法在一种新的聚合物材料IAC-4上刻写正弦相位型光栅,实现了光栅耦合光波导,并研究了该光波导对不同偏振态的入射光的传播特性,对光栅的形成进行了理论分析,对光波导的传播常数进行了数值计算,并对该波导光栅在导光的光强调制和方向控制及其在集成光学方面的应用进行了讨论,最后对任意入射角的光栅方程进行了理论探讨. 关键词： 波导光栅 有机聚合物 平板光波导 集成光学     

平板波导的溶胶-凝胶法制备与测试

利用溶胶-凝胶法制作了平板波导.实验中,在不同的条件下采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备出TiO2平板波导,分析了影响平板波导的因素,如溶胶-凝胶溶液的浓度、pH值,滴胶速度,热处理等.并对在不同工艺条件下的波导膜特性进行了测试,分析了影响波导膜质量的各个因素.实验表明,在控制实验条件的前提下溶胶-凝胶法在制作平板波导膜的工艺上制作方法简单,容易实现.     

基于平板波导的小型红外光栅光谱仪光学设计

为实现红外光谱仪器的小型化,通过分析现有小型光谱仪,提出了一种基于平板波导的小型红外光栅光谱仪的设计方法。平板波导光谱仪的小型化原理与一般的微小型光谱仪不同。在平板波导光谱仪中,光束被限制在一层薄薄的平板波导介质中传播,看起来像是整个光学系统被压扁了。在垂直于平板波导的方向上光学元件的尺寸可以做到很小,从而显著减小光学系统的尺寸。该系统的设计可分为Czerny-Turner结构设计、波导结构设计。先根据像差理论设计Czerny-Turner结构,目标是保证光谱分辨率及校正像差;然后根据几何光学理论设计波导结构,包括平板波导和两个柱面透镜,目标是压缩光束并校正像散;最后将它们输入Zemax软件中进行综合优化,以获得最优的光学系统。据此方法设计了一个平板波导红外光栅光谱仪,工作波段为8~12 μm,数值孔径为0.22,采用线阵探测器。通过Zemax软件对结果进行分析和评价,表明仪器光学系统的尺寸为130 mm×125 mm×20 mm,工作波段内光谱分辨率达到80 nm,满足设计指标要求。证明了该优化设计方法是可行的,所得系统尺寸小、性能高。     

KTiOPO4晶体平面波导的制备和研究

本文报道了对KTiOPO_4晶体平面波导的制导和研究的结果,利用m线方法测量了其有效折射率,并利用WKB近似计算了Z~-和Z~+面上的折射率n_x、n_y,n_z的分布曲线和扩散系数;发现了离子交换过程中折射率变化的一个奇异点.     

冲击波在铝靶中传播的数值模拟研究

利用一维辐射流体力学数值模拟程序对激光驱动的冲击波在平面铝靶中传播的实验结果进行了模拟研究.分析了空间单元层的厚度对模拟结果的影响,给出了最佳单元层厚度.通过将数值模拟与实验结果相比较给出了实验中两种激光光强的实际的吸收系数.结果显示,波长为1.053μm,强度分别为0.81×10¹⁴和1.65×10¹⁴W/cm²的激光驱动的冲击波在铝靶中传播速度分别为16.52,18.56μm/ns,冲击波的峰值压力分别为0.386和0.537TPa,这些模拟结果与实验结果是一致的 关键词： 冲击波 辐射流体力学 激光等离子体     

内部带特征约束的任意平面域的三角形网格生成方法

基于Ｄｅｌａｕｎａｙ三角化方法 ,给出了内部带有任意复杂特征约束的任意平面域的三角形网格生成方法。区域内部特征约束可以是点、直线、圆、圆弧、平面样条曲线以及由它们组合构成的封闭环或者不封闭环。     

对称平面单轴晶体金属波导的模式场(1)

由于平面各向异性介质金属波导的重要应用,本文讨论了光在对称平面单轴晶体金属波导(波导层是单轴晶体,两个波导界面均为金属)内的传输特性.对于晶体光轴位于波导界面法方向与传输方向构成的平面内的特殊波导结构,利用麦克斯韦方程组并结合单轴晶体的性质,精确解出了波导模式场.结果表明:1)此种特殊结构波导内存在横电波(TE)和横磁波(TM);2)TM波的坡印廷矢量与波矢方向不在一条直线上;3)波导层为负单轴晶体时波导主模是TE波主模,而波导层为正单轴晶体时波导主模是TM波主模.     

Interaction of Wave Trains with Defects

The evolution and transition of planar wave trains propagating through defects(obstacles) in an excitable medium are studied. When the frequency of the planar wave trains is increased, three different dynamical regimes,namely fusion, "V" waves, and spiral waves, are observed in turn and the underlying mechanism is discussed. The dynamics is concerned with the shapes of the defects. Circle, triangle, and rectangle defects with different sizes are considered. The increase of pacing frequency broadens the fan-shaped broken region in the behind of a rectangle defect.The increase of width of a triangle defect leads to breakup of wave trains easier while the change of height shows opposite effect, which is presented in a phase diagram. Dynamical comparison on defects with different shapes indicates that the decrease of the defect width along the propagation of wave trains makes the fan-shaped region and the minimal frequency for breakup of spiral both increased.     

A Simple and Effective Method for Calculating the Bending Loss and Phase Enhancement of a Bent Planar Waveguide

A simple and effective method is introduced to calculate the bending loss and phase enhancement of a bent planar waveguide. The wave field is represented in terms of Airy functions and an eigenvalue equation is derived by matching the boundary conditions and the radiation condition in the outer cladding layer. The complex propagation constant is obtained by solving the eigenvalue equation with the Newton-Raphson method, and the imaginary part of the propagation constant gives directly the bending loss of the bent waveguide. The results are compared with the previous experimental and numerical results and are shown to be highly accurate and effective. The phase enhancement due to the bending is also studied.     

Z-切Ti:LiNbO3平面波导模式数量的色散特性

对于在流动干氩气中扩散而形成的Z-切Ti:LiNbO₃平面波导,用Fouchet等人提出的钛感应折射率增量在0.6～1.6μm波长范围内的色散关系,推得与扩散参数有显函数关系的模式数量的色散公式。在若干重要波长,用这些色散公式,画出模式数量和扩散参数的关系曲线,可用来控制相应波导和器件的模式数量。     

光波导的自洽场计算Ⅰ.扩散型平面波导

用差分方程法和直接积分法求扩散型平面光波导问题的解,得到了有１０位有效数字的传播常数。证明在此问题上,差分方程法的简单计算比有限元法和其它方法更为优越。它是用自洽场法解通道光波导问题的数学基础之一。     

平面波经微小圆孔衍射的传输特性

采用横截面上光强的精确表述,分析了单色平面波微小圆孔衍射后,其衍射光束的传输特性.发现二阶矩定义下的衍射光束束宽满足一般的双曲线传输规律.数值计算表明,在微小圆孔半径小于0.17个波长时,衍射光束的光束传输因子小于1.     

光波导的自洽场计算 I.扩散型平面波导

用差分方程法和直接积分法求扩散型平面光波导问题的解，得到了有１０位有效数字的传播常数。证明在此问题上，差分方程法的简单计算比有限元法和其它方法更为优越。它是用自洽场法解通道光波导问题的数学基础之一。