多孔硅波导透镜的实验研究

给出了利用选择性的电化学腐蚀过程制备氧化多孔硅光波导棱镜的方法，分别制备出基于多孔硅的汇聚和发散透镜．这类波导棱镜可以明显地汇聚和发散波导中传输的偏振光束．     

基于多孔硅微腔微阵列的制备及检测

我们结合光刻和电化学腐蚀方法,成功在单晶硅衬底上制备出一个8×8的一维多孔硅光子晶体微腔的微阵列器件,微阵列的每个阵列单元直径300μm,间距200μm.研究了这种微阵列在633nm激光入射情况下的光学特性.利用我们制备的多孔硅光子晶体微腔的微阵列器件,借助数字图像测量方法,可实现快速的检测.本文的研究结果可应用于生物传感器阵列的检测.     

聚合物波导啁啾光栅光衍射的研究

采用近似方法，对于光漂白形成的平面波导啁啾光栅，计算了一级衍射光的衍射效率，在实验上用光漂白方法制备出PMMA／DR1平面波导啁啾光栅，测量了光栅一级衍射的衍射效率。     

有机聚合物PMMA／DR1热光开关

利用光漂白方法在PMMA/DR1有机聚合物光波导上制备出Mach-Zehder干涉型耦合器,形成低开关功率的2×2热光开关,在1.064μm波长处实现了光开关效应.     

量子点/多孔硅光子晶体生物传感器用于检测链霉亲和素

本文主要研究了基于量子点/多孔硅光子晶体制备生物传感器的可行性及其在生物检测中的实际应用.功能化多孔硅光子晶体器件与链霉亲和素连接形成生物特征元件.固定浓度的量子点标记的生物素与链霉亲和素发生特异性反应.多孔硅光子晶体的高反射带隙位于量子点发射荧光峰处,使得量子点的荧光信号得到放大.多孔硅光子晶体传感器的检测灵敏度明显提高,使检测限达到pM量级.     

基于混合表面等离子体弯曲波导的紧凑型宽带偏振分束转换器的设计研究

设计了一种宽带的基于混合表面等离子体弯曲波导的偏振分束转换器, 使用有限元法计算硅波导、混合表面等离子体波导的模场分布和有效折射率, 为器件建模仿真分析提供了依据. 使用时域有限差分法优化器件结构, 以获得最佳的性能参数. 由于混合表面等离子体波导的双折射增强, 设计获得的偏振分束转换器具有超小尺寸和宽带的工作特性. 仿真结果表明 在1550nm的中心波长处消光比大于23dB, 插入损耗小于0.8dB; 在80nm的带宽上, 横磁偏振光转换为横电偏振光的偏振转换效率大于95％.     

多孔硅发光时间效应及物理模型

通过剖析与阳极氧化时间、大气中存放时间、激光照射时间等与时间有关的多孔硅光致发光实验现象，提出了一个既通过局域在量子线上激子态复合同时又通过一热释过程后经表面态复合的综合发光机理，它能定性地解释多孔硅发光的时间效应及其它实验结果．     

无平面结敏感区硅光二极管

研制了在平面ＰＮ结内无敏感区的硅光探测器，测量了这种新结构器件的光电转换特性，说明在光照下，器件的光电流不为零值．     

用物理吸附法在多孔硅中嵌入聚合物PMMA的研究

用浸泡、匀胶机涂布和超声波三种物理吸附方法将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)嵌入到多孔硅孔隙中．研究了多孔硅孔隙率、匀胶机转速和PMMA甲苯溶液浓度等参量对PMMA的嵌入多孔硅的影响．分析了嵌入PMMA后多孔硅的荧光及样品稳定性的变化情况．     

阴极还原处理对多孔硅发光性能的影响

对经过阴极还原处理后的多孔硅样片进行了光致发光测试和稳定性测试.实验结果表明这种处理能明显改善多孔硅的发光稳定性,使其表面结构更加稳定.利用原子力显微镜对不同还原时间的多孔硅微结构及形貌进行了比较,在一定范围内随着还原时间的增长多孔硅表面粗糙度增大,PL谱增强.     

具有各向异性的两个平行圆柱形介质波导耦合模的研究

研究了具有各向异性两个平行圆柱形介质波导构造的耦合器耦合模特性,采用特异摄动法的耦合模理论推导了耦合模方程.利用固有值和固有矢量的方法解出了耦合模方程,并对其进行理论性分析.分析推导表明,具有微弱旋转效应的两个平行圆形介质波导中除了存在波导间的方向性耦合以外,同时在各波导中还存在互相垂直偏振波模之间的耦合,且其耦合的强度与波导间无旋转效应的偏振独立耦合系数、具有偏振作用的波导间无旋转效应的偏振独立耦合系数的修正值和旋转介电常数存在时被隔离波导中的两个正交模的耦合系数有关.     

一种新的全息光栅制作方法及像差分析

分析用传统的马赫-曾德干涉光路拍摄全息光栅时所得光栅质量不高的原因．对全息光栅的拍摄光路提出了改进方法，并对光栅的像差进行分析和理论推导．     

复合金属纳米颗粒多孔硅的光学非线性特性

根据多孔硅中的量子限制效应和金属颗粒与电磁场相互作用的Mie理论及非线性光学的基本原理，提出了用于复合金属纳米颗粒多孔硅微结构的计算模型，分析了复合金属纳米颗粒多孔硅的非线性光学性质．计算了复合Ag(Au)纳米颗粒多孔硅的场增强因子，得到了在不同的金属颗粒含量时，复合体系的三阶极化率随入射光波长变化的关系，为制备具有强非线性光学效应的硅基材料及其应用提供了重要参考．     

过氧聚钨酸薄膜上光栅的制备

用过氧聚钨酸（PPTA）水溶液，通过离心涂膜法在显微镜载玻片上制备了具有光滑表面且厚度为100nm的PPTA薄膜，利用PPTA薄膜在紫外光照下可研制光栅以及其它光学元件的薄膜材料，具有很高的利用价值。     

热效应非线性光学限幅器

利用光学限幅器限制光强度是在强光下保护光学器件的有效方法,本文在连续光入射情况下,研究了基于材料中线性吸收产生热效应的光学限幅器,并讨论了非线性吸收对热效应光限辐的影响,从理论上分析了这类光限幅器的光学性质,为实际应用提供了依据。     

基于表面等离子体激元纳米微腔的光学双稳态

在狭缝金属波导内放入非线性介质,利用非线性Kerr效应以及金属-非线性介质-金属所构成表面等离子体激元Fabry-Perot微腔形成的正反馈机制,在纳米尺度光子器件内实现光学双稳态。时域有限差分计算结果表明,由于表面等离子激元的局域增强效应,双稳态可以在低入射光强条件下发生。     

一种标定显微镜镜头畸变的方法

提出了一种标定光学显微镜图像失真的方法, 该方法利用一块高精度的光栅作为参考, 用显微镜拍摄光栅作为变形栅, 使用加窗傅里叶几何相位分析法求解光栅形变, 得到显微镜镜头畸变场. 仿真结果表明了该方法的可行性. 最后对KEYENCE VHX-1000型数码显微镜放大100~500倍时的镜头畸变进行了标定.