1×4光子晶体波导分束器的特性

在完整的二维光子晶体中引入线缺陷,形成了光子晶体波导,光子晶体波导分束器是集成化光学电路的重要组成元件。我们设计了一种线缺陷1×4光子晶体分束器,并且用有限时域差分法研究了它的特性。研究表明,输出端的透射传输特性与入射光的波长和分支的几何形状有关,并且入射波分别相等地流入四个输出端口。为了减少1×4分束器在三个Y型分支区的反射,可以通过调节在分支区的可调介质柱的半径R,使每个输出端口具有很高的透射率。     

光子晶体波导的设计与特性

设计了Y型和回型二维光子晶体波导,基于时域有限差分法模拟了传输特性,并得出Y型结构对应的TE模、TM模的带隙结构。为此可以根据具体情况设计满足不同要求的波导结构。     

平行光子晶体波导的传输特性及应用

采用时域有限差分法研究两平行光子晶体波导的传输特性及模场分布,利用耦合模理论计算光子晶体波导的耦合系数。计算结果表明,在不同的频率范围内两平行光子晶体波导之间表现出不同的耦合特性:在高频段(0.32~0.44)(ωa/2πc)的范围内两直波导表现出相互的能量交换,实现光耦合,耦合系数随入射波频率增加而减小;而在低频段(0.29~0.32)(ωa/2πc)的范围内,两波导的传输谱图几乎重合。最后,提出一种采用固定波导耦合长度同时实现光分束及光均分器的方案,当耦合长度取34a时,可将频率为0.333(ωa/2πc)和0.357(ωa/2πc)的两入射波分束传播,同时将低频段中的任意频率波进行能量均分。     

1×4光子晶体波导分束器的特性

在完整的二维光子晶体中引入线缺陷,形成了光子晶体波导,光子晶体波导分束器是集成化光学电路的重要组成元件。我们设计了一种线缺陷1×4光子晶体分束器,并且用有限时域差分法研究了它的特性。研究表明,输出端的透射传输特性与入射光的波长和分支的几何形状有关,并且入射波分别相等地流入四个输出端口。为了减少1×4分束器在三个Y型分支区的反射,可以通过调节在分支区的可调介质柱的半径R,使每个输出端口具有很高的透射率。     

基于三角晶格光子晶体多模波导1×2分束器的优化设计

依据自映像原理,设计了一种基于三角晶格光子晶体多模波导的1×2分束器.采用时域有限差分法模拟了光波在分束器中的传播行为,并计算了分束器的传输效率.结果表明,仅仅通过改变多模波导与输出波导联结处的介质柱的位置对结构进行优化,便可大大提高分束器在工作点频率处的传输效率和带宽,其多模耦合区的长度可低至3.1 μm.因而本文所设计的分束器具有更小的器件尺寸和更高的传输效率,易于大规模集成的实现,在未来的集成光路中具有广泛的应用价值.     

含Kerr介质二维光子晶体波导传输特性的NFDTD分析

利用非线性时域有限差分法(NFDTD)理论,导出了含Kerr介质的二维NFDTD算法的离散表达式,并对含Kerr介质点缺陷的二维光子晶体波导传输特性进行了分析,得到了相应的透射频谱和光场分布图.研究发现,对于输入该波导的归一化频率为0.419的光信号,当入射光强小于2.8×104W/m2时,信号几乎不能通过;当入射光强大于2.5×106W/m2时,信号能通过.这些结果将有助于光子晶体光限幅、光开关等器件的设计.     

基于1×4光子晶体波导分束器的特性研究

光子晶体波导分束器是集成光学电路的重要组成元件。设计一种线缺陷1×4光子晶体分束器,用时域有限差分法研究其特性。实验结果表明:输出端的透射传输特性随入射光的波长和分支的几何形状有关,并且入射波分别相等地流入4个输出端口。为了减少1×4分束器在3个Y型分支区的反射,通过调节分支区的可调介质柱的半径R,可使每个输出端口输出较高的透射率。     

双轴晶体中二次谐波产生的最佳相位匹配条件

从二次谐波产生的理论出发,讨论了双轴晶体中二次谐波产生的相位匹配条件,推导了有效非线性光学系数的精确计算公式,以有机非线性光学晶体二苯甲酮为例,给出了对两种基波(1064μm和0808μm)二次谐波产生的相位匹配条件的数值模拟及相应的有效非线性光学系数的精确计算结果,并确定出相应的最佳相位匹配条件.关键词：二次谐波产生最佳相位匹配有效非线性光学系数二苯甲酮晶体     

喇叭型开口光子晶体波导的传输谱研究

设计一种喇叭型开口二维光子晶体波导,利用时域有限差分法计算波导传输谱图。模拟结果表明：通过改变开口处光子晶体椭圆点缺陷的结构,传输谱图中将出现相应变化的缺陷模,可用于实现频率可调的窄带光子晶体滤波器。     

二维光子晶体平行多波导的传输光谱研究

采用时域有限差分法研究二维光子晶体两平行直波导以及三平行直波导的传输特性。计算结果表明,两平行波导在不同的频率范围内表现出不同的耦合特性：在高频段两波导表现出相互的能量交换,实现光耦合,而在低频段传输谱图重合,各波导传输光强均为入射光强的二分之一;对于三波导系统,发现在不同的频率范围内主波导与两耦合波导之间也表现出不同的耦合特性：在高频段两耦合波导与主波导实现光耦合,而在低频段两耦合波导与主波导的传输谱图同步变化,耦合波导的传输光强均约为入射光强的四分之一。     

准相位匹配扇形光栅铌酸锂光波导倍频绿光输出

采用外加电场极化方式对具有扇形光栅的 0 .5mm厚Z切铌酸锂晶体进行极化反转 ,制成了退火质子交换光波导。极化反转周期为 5 .8μm～ 6 .2 μm ,采用Nd∶YAG激光器输出的 1.0 6 4 μm连续激光为基频光波 ,实现了0 .5 32 μm倍频绿光输出 ,相互作用长度为 4mm ,耦入波导的基频光波功率为 10mW ,获得了 2 0 μW的绿色倍频光输出 ,归一化转换效率为 12 5 % (W·cm2 )。     

倾斜入射光入射于一维非线性光子晶体中带宽加宽的二次谐波的产生

研究了置于空气中的含缺陷的一维非线性光子晶体中二次谐波的产生.由于反射的二次谐波很强而不能忽略,缓变振幅近似在系统中是不适用的.本文提出了一种不采用缓变振幅近似来处理二次谐波产生问题的方法,并应用这种方法计算相关的二次谐波转换效率.结果表明:随着入射波角度的增加,缺陷模对应的波长将变短,并且通过调整基频波入射的角度,可以产生宽带宽并且高转换效率的二次谐波.这个方法适用于任何一维非均匀系统,可以简单方便地计算出二次谐波转换效率.     

光子晶体波导定向耦合器

在完整二维光子晶体中引入线缺陷后,就形成了光子晶体波导;将时域有限差分方法(FDTD)用于光子晶体波导耦合研究,计算了不同耦合长度情形下的波导各个出口处的透过率,结果表明：光子晶体波导耦合遵循普通介质波导耦合的一般规律,也有定向耦合的功能。进一步的研究表明：对于不同的频率,光子晶体定向耦合器耦合系数是不同的,并且耦合系数和对应的频率之间近似直线关系。     

Giant Enhancement of Second Harmonic Generation at Photonic Band Gap Edges

Second harmonic generation （SHG） in one-dimensional nonlinear photonic crystals made from periodically alternating ferroelectric and dielectric layers is investigated by means of the transfer matrix method. When tuned at the photonic band gap （PBG） edges, the fundamental wave and second harmonic wave slow down, and the filed enhancement takes place within the nonlinear photonic crystal. The phase mismatching can be compensated for to some extent and the second harmonic process will be enhanced. Numerical results show that the enhancement of SHG in the PBG structure can be up to four orders of magnitude compared with the traditional quasi-phase-matching structure.     

Light Localization in Slot Photonic Crystal Waveguide

A single-mode photonic crystal waveguide with a linear tapered slot is presented, which can localize light spatially by changing the slot width. Its effective bandwidth is 52nm, from 1500nm to 1552nm. Along the tapered structure, the slot width is reduced, and the corresponding band curve shifts. The group velocity of light becomes zero at the band edge. Therefore, different frequency components of the guided light are slowed down and finally localized at correspondingly different widths inside a tapered slot photonic crystal waveguide. Furthermore, this structure can confine light wave in a narrow slot waveguide, which may effectively enhance the interaction between light and the low-index wave-guiding materials filled in the slot.     

二次谐波中的饱和效应和乘性噪声

研究了单模激光中产生的二次谐波的统计性质,用全饱和激光理论导出了二次谐波光子计数ｍ的几率分布函数、二次阶乘矩和三次阶矩的表达式,同实验值比较,理论与实验在阈值附近符合得很好。研究结果表明,激光场基波和二次谐波的涨落随空腔衰减常数的增大而减小;当激光场中含有乘性噪声时,乘性噪声增强基波的涨落,同时抑制二次谐波的涨落。     

非线性光学晶体铌酸钾锂的二次谐波产生

研究铌酸钾锂晶体的近经这过光谱：利用铌酸钾锂晶体对８９０￣９６０ｎｍ的Ｔｉ：ｓａｐｐｈｉｒｅ近红外激光进行倍频,获得蓝得蓝绿光输出;研究了晶体的倍频特性,探讨了提高晶体倍频效率的方法。     

Slow Light Effect and Multimode Lasing in a Photonic Crystal Waveguide Microlaser

The slow light effect in a photonic crystal waveguide is investigated theoretically and experimentally. Theoretical calculation indicates that there is a slow light region for the even mode, from which the resonance and lasing in a microcavity would benefit. A photonic crystal waveguide microlaser is fabricated, which is related to the group velocity of c/120.6.     

聚合物光子晶体波导中慢光传输的电光动态调制

全光缓存器是未来全光网络中不可或缺的关键器件.针对可控光延迟和光存储的应用需求,研究了光子晶体波导中慢光传输的外部动态调制.设计了一种新型的聚合物光子晶体波导结构.用平面波展开法仿真得到该波导结构带隙中存在单一的TE导模,导模带边处的群速度可达10-2c.由于基底聚合物材料具有高电光系数和瞬态的电光响应时间,且导模慢光传输产生的电磁场局域对电光效应有增强作用.可在低涮制电压的条件下实现对慢光导模的大范围动态调制.数值分析得到在外加调制电压为80 V时导模带边波长的移动幅度达80.8 nm.慢光导模的移动随调制电压的变化基本呈线性关系,且调制的灵敏度约为1 nm/V.这种线性的外部动态调制基本可满足全光网络对慢光光缓存的需求.     

用周期极化KTP晶体高效倍频获得稳定461nm激光

实验采用准相位匹配的PPKTP晶体对922nm连续激光进行外腔谐振倍频,获得稳定461nm激光.实验装置采用一体化环形腔没计,实现最大耦合转换效率达73.3%,获得208 mW的461 nm蓝光输出.实验结论中通过分析,修正损耗误差,得到最佳耦合腔镜反射率,并深入讨论了耦合腔镜的两种反射率对倍频输出功率和效率的影响,同时就晶体吸收效应和热透镜效应对倍频试验的影响也进行了深入研究.