双芯光子晶体光纤中的模式干涉

应用全矢量超格子叠加模型分析了双芯光子晶体光纤(PCF)的模式特征.双芯PCF的基模和二次模分别由偏振方向不同的两个偶模和两个奇模组成，讨论了这四个模式的模式电场奇偶性.基于对双芯PCF模式电场奇偶性的认识，讨论了光纤中的矢量模式干涉问题.分析表明，不同偏振态模式的干涉不会引起芯间的功率转移，双芯PCF的芯间功率耦合是由相同偏振模式的干涉引起的.在相同偏振模式干涉过程中，光功率在两个芯子中呈余弦振荡，光纤的两个芯子一般存在约π／2的相位差.还讨论了两个不同偏振方向的耦合系数与波长的关系. 关键词： 光子晶体光纤 双芯光纤 模式 干涉 耦合     

光子晶体在半导体激光器中的应用

激光的发明，将人类带入光通信、光存储、光显示的高科技文明中，随着高科技的不断发展、进步和应用范围的不断扩大，对激光的要求更高，例如低阈值、高效率、高亮度、高速、小体积、好的模式特性等，这些要求在现有的传统激光器理论及技术中是难以达到的。但是当人们将光子晶体的理论与现有激光物理和技术相结合时，则有望突破传统激光器的性能瓶颈。例如，提高自发辐射速率，同时获得更高的自发辐射向受激辐射的耦合效率，实现激光器的无阈值工作；利用光子晶体对光子态的调制作用，可以获得比传统激光器大几个数量级的光学腔品质因子，大幅度提高激光的亮度、单色性；结合光子晶体微腔及其显著增加的光学腔品质因子，可以提高激光器的调制速率等，因此，人们预期光子晶体科学与技术将成为未来光电子领域发展的核心之一。文章介绍了光子晶体在半导体激光器中的应用，指出光子晶体科学技术引入发展了几十年的半导体激光器中，使半导体激光器展现出更加优异的性能。最后文章作者展望了光子晶体激光器的未来发展和应用的方向。     

光子晶体在半导体激光器中的应用

激光的发明,将人类带入光通信、光存储、光显示的高科技文明中,随着高科技的不断发展、进步和应用范围的不断扩大,对激光的要求更高,例如低阈值、高效率、高亮度、高速、小体积、好的模式特性等,这些要求在现有的传统激光器理论及技术中是难以达到的。但是当人们将光子晶体的理论与现有激光物理和技术相结合时,则有望突破传统激光器的性能瓶颈。例如,提高自发辐射速率,同时获得更高的自发辐射向受激辐射的耦合效率,实现激光器的无阈值工作;利用光子晶体对光子态的调制作用,可以获得比传统激光器大几个数量级的光学腔品质因子,大幅度提高激     

用双光束干涉制作二维光子晶体

利用双光束干涉,在光敏材料上制作光子晶体结构.通过改变两束光之间的夹角可以改变制备样品的周期.改变曝光次数以及两次曝光时干涉条纹的夹角可以分别得到一维、二维正方晶格以及二维三角晶格结构的光子晶体.     

光子晶体的原理与应用

光子晶体是一种在微米、亚微米等光波长量级上折射率呈现周期性变化的介质材料，它使某些频率范围内的光子态密度大大降低．甚至完全形成光子禁带．本文介绍了光子晶体的原理、制备及应用．     

光子晶体光纤及其在光通信中的应用

简述三类光子晶体光纤(Photonic crystal fibers,PCF)的结构、导光机制及特性,介绍了PCF的研究现状和在光通信中的应用,并探讨了PCF的应用前景。     

光子晶体光纤和波导

文章简述了光子晶体光纤和光子晶体波导的类型,导光原理及制作方法等,展示了近年来它们的进展及重要的应用前景。     

光子晶体环形腔的四波长THz滤波器

提出一种基于光子晶体环形腔的四波长THz滤波器,该滤波器在光子晶体结构中引入两个环形腔,且环形腔内部各增加一个正方形介质柱,四周各引入一个散射介质柱。应用基于时域有限差分法(FDTD)的Rsoft软件进行仿真分析,结果表明通过对内部正方形介质柱的边长、散射介质柱半径以及耦合介质柱半径等结构参数的调节,可以滤出74.813,76.98,78.168和78.883 m四个太赫兹波长。该滤波器性能优良,透过率高、Q值高、信道隔离度大,对于THz技术应用具有重要意义。     

干涉原理在工程技术中的应用

本文介绍了干涉原理在工程技术中的几个应用实例。     

复合缺陷光子晶体滤波器设计与数值研究

为了消除光子晶体环形腔滤波器的多模特性,通过在环形腔的输出负载通道中引入点缺陷,提出了一种复合缺陷光子晶体滤波器结构。将线缺陷作为主波导,将环形腔和点缺陷相结合作为负载波导来实现对特定波长的滤波。分析了光子晶体整体介质柱折射率、点缺陷的折射率以及点缺陷的尺寸对滤波器滤波特性的影响。令m=r-point/r,由数值模拟分析得出,当m取0~0.6时,B端口输出的滤波波长值没有发生改变,而在m∈[0.6,1.8]的合理区间范围内,若改变点缺陷介质柱半径,则可实现滤波器的单纵模滤波和滤波特性的可调谐,这将对多通道滤波器结构的设计提供有效的理论参考。     

Transparency induced by the quantum interference of a six-level atom in photonic crystals with defect modes

The absorption-dispersion spectra of a six-level atom embedded in double-band photonic crystals are investigated. It is shown that if there is no defect mode in the photonic band gap, there are three types of transparency windows appear in the absorption-dispersion spectra. If a defect mode is introduced into the photonic band gap, we found some additional transparency windows in the absorption-dispersion spectra. One type of them appears as long as the defect mode exists, but the others appear only when the quantum interference occurs. The transparency windows can be changed by varying the parameters of the defect mode.     

可调光子晶体研究进展

可调光子晶体是光子晶体研究中的一个新领域，文章简单介绍了当前可调光子晶体的发展状况，阐述了其调制机理及存在的问题，同时论述了可调光子晶体的发展趋势。     

Electromagnetic modes in semi-infinite photonic crystals

In a real photonic crystal, there exist three modes: propagation mode, evanescence mode and surface mode. Using ideal modal, semi-infinite photonic crystals, we study their effects on the transmission spectrum of photonic crystals, respectively. Because there exists only one air–crystal interface in a semi-infinite photonic crystal, no multiple reflection occurs and no evanescent modes and backward-propagating modes exist in this structure. The effects of the evanescence modes are studied by comparing the transmission spectrum of a finite-thickness photonic crystal slab and that of a semi-infinite photonic crystal. In addition, the effects of the backward-propagating modes are investigated using a coated semi-infinite photonic crystal structure. Finally, we study the effects of the surface modes, and find that the transmission spectrum of a semi-infinite photonic crystal is strongly dependent on its termination.     

二维正方格子磁性光子晶体的带隙结构

采用平面波展开的方法计算了正方格子二维磁性光子晶体(MPC)的光子带隙结构.散射子的形状分别为：长方形，正方形，六角形和圆形.通过调节磁导率，填充率和散射子的旋转角度，找到了MPC各种结构的最大的绝对带隙宽高比ω_R.研究发现：随着磁导率的增加，MPC绝对带隙中心频率ω_g单调减小，绝对带隙宽度Δω和其宽高比ω_R可能不同时达到最大值.而随着填充率或者散射子旋转角的增加，基本不改变ω_g的大小，各种结构的Δω和ω_R同时达到最大值. 关键词： 磁性光子晶体 光子带隙结构     

Vectorial coupled—mode solitons in one—dimensional photonic crystals

We study the dynamics of vectorial coupled-mode solitons in one-dimensional photonic crystals with quadratic and cubic nonlinearities. Starting from Maxwell's equations, the vectorial coupled-mode equations for the envelopes of two fundamental-frequency optical mode and one low-frequency mode components due to optical rectification are derived by means of the method of multiple scales. A set of coupled soliton solutions of the vectorial coupled-mode equations is provided. The results show that a modulation of the fundamental-frequency optical modes occurs due to the optical rectification field resulting from the quadratic nonlinearity. The optical rectification field disappears when the frequency of the fundamental-frequency optical fields approaches the edge of the photonic bands.     

Modelling issues for waveguide photonic crystals and photonic microstructures: A personal view

This paper is primarily an attempt to highlight areas of photonic crystal and microstructure research where there is a need for computer-based modelling. No attempt is made to assess the relative merits of different computational methods. Instead, attention is focussed mainly on engineering issues that, in the author’s view, are likely to be important in predicting and analysing the properties of complex device structures built up from photonic crystal building blocks.     

Negative refraction in photonic crystals

We demonstrate that light propagation in strongly modulated 2D/3D photonic crystals (PhCs) becomes refraction-like in the vicinity of the photonic bandgap, which is contrary to the fact that light propagation in weakly modulated PhCs is very different from refraction and thus the definition of refraction index becomes meaningless. Such a crystal behaves like a material having an effective refractive index controllable by the band structure. This situation is analogous to the effective-mass approximation in electron-band theory. The propagation states having a negative effective index exhibit unusual properties, such as mirror-like imaging effect, image-transfer effect. These properties are confirmed by finite-difference time-domain simulations.     

Modelling issues for waveguide photonic crystals and photonic microstructures: A personal view

This paper is primarily an attempt to highlight areas of photonic crystal and microstructure research where there is a need for computer-based modelling. No attempt is made to assess the relative merits of different computational methods. Instead, attention is focussed mainly on engineering issues that, in the author's view, are likely to be important in predicting and analysing the properties of complex device structures built up from photonic crystal building blocks.     

有效抑制光子晶体加载矩形谐振腔中模式竞争的方法

研究了光子晶体加载矩形谐振腔,针对传统光子晶体加载无法完全抑制模式竞争的问题,提出了特性阻抗和介质加载方法进行改进,完全实现了谐振腔的高次模式的单模工作,为抑制高次模式工作的谐振腔中模式竞争的问题提供了一种新方法.在此基础之上,采用解析方法以及高频仿真软件HFSS,设计了一个采用TM₅₃₀高次模式工作的传统光子晶体加载的谐振腔,进一步采用了该新方法对其进行改进,并深入分析了采用这种方法抑制模式竞争的物理原因.计算结果表明,新方法能有效抑制模式竞争,实现谐振腔的高次工作模式的单模工作. 关键词： 光子晶体 谐振腔 模式竞争 特性阻抗     

磁化等离子体光子晶体缺陷态的研究

采用磁化等离子体的分段线性电流密度卷积时域有限差分(PLCDRC-FDTD)算法研究具有单一缺陷层的一维磁化等离子体光子晶体的缺陷模特性. 从频域角度分析得到微分高斯脉冲的透射率,并讨论该光子晶体的缺陷层厚度、位置、周期常数和等离子体参数对其缺陷模的影响. 结果表明,改变位置和周期常数不会影响缺陷模的频率,改变缺陷层的厚度可以增加缺陷模数,改变等离子体参数能同时影响缺陷模的频率和峰值. 关键词： 磁化等离子体光子晶体 光子晶体 缺陷模 时域有限差分法