光子晶体波导定向耦合光功分器的设计与优化

基于波导定向耦合原理设计了一种全新的光子晶体波导定向耦合光功分器.采用时域有限差分法对这种器件的光波传输特性进行了数值分析,结果表明:本征模色散曲线之间相交;器件的尺寸比传统光功分器更小;入射到光功分器的能量平均分配到输出端,且光波透射率高达95%.这些优异特性对于制造大带宽、高透射率和结构紧凑的光电器件具有极大的应用价值.     

恒星内部核反应区的振荡

用非平衡热力学理论处理受引力和温度梯度影响的热核反应系统的反应扩散方程，考虑３α（３个Ｈｅ＾４合成Ｃ＾１２）反应的粒子数密度的振荡。ｇ－Ｔ可激发超临界的振荡分歧，而压力的影响则使振荡衰减。     

一种基于光子晶体异质结构的新型多通道波分复用器

在二维三角光子晶体环形腔的周围增加六个散射介质柱,构成一个新的环形腔结构,该结构使光波的透射率达到90%,带宽也比较小。通过改变光子晶体介质柱的折射率,使环形腔的选择波长不断改变,能够明显地区分出两个不同波长,且分波波长在通信波长范围之内。将不同折射材料的光子晶体连接在一起,构成一种新的光子晶体波分复用器,相比同种材料,它具有高效率,多波长选择的优点。利用这种异质结构可以构建一个多波长的波分复用结构,它也为制作多通道波分复用器奠定了基础。     

五平行光子晶体多模波导的耦合特性及应用

本文通过模拟计算研究了二维三角形光子晶体波导自成像多模干涉的耦合特性。提出一种二维光子2端口晶体分束器,基于自成像多模干涉效应,用有限时域差分法数值计算和分析了这种分束器的特性。研究发现这种分束器的反射率低于10-4,透射率可高达0.9999。我们分析发现造成这种现象的物理原因是多模干涉区的自成像效应,这种多模干涉在光子晶体光学集成电路中具有重大的潜在应用价值。     

一种新型基于光子晶体异质结耦合波导的全光开关的设计

基于电磁波在耦合波导中的传输特性,建立了一个光开关模型,利用耦合模理论、平面波展开法以及有限时域差分法进行设计和分析。分别分析改变介质柱的折射率和异质结位置变化对开关功能的影响。结果表明改变介电柱的折射率能影响开关的功能,而异质结耦合波导中介电柱的位置分布对光开关功能影响很小。利用这个特性可以在光开关的设计中有更多的灵活性。     

Electromagnetic Bloch oscillation in one-dimensional multiple microcavities composed of metamaterials

We propose a photonic structure stacked sequentially by one-dimensional photonic crystals and cavities. The whole structure is composed of single-negative and double-negative materials. The optical Wannier-Stark ladder （WSL） can be obtained in a low frequency region by modulating the widths of the cavities in order. We simulate the dynamical behavior of the electromagnetic wave passing through the proposed photonic structure. Due to the dispersive characteristics of the metamaterials, a very narrow WSL can be obtained. The long-period electromagnetic Bloch oscillation is demonstrated theoretically to have a period on a microsecond time scale.     

基于全内反射光子晶体多模波导偏振无关型光分束器

研究了全内反射在光子晶体多模波导中的作用,利用常规的耦合模理论对对称入射时的多模干涉行为和自映射现象进行了讨论和分析.研究表明,输入光场依然能沿着多模导光区高效的传输,这种结构中的光场传输是由全内反射和布喇格反射的联合作用而决定的.设计了一种全内反射偏振无关型光分束器,这种分束器在集成光学中具有重大的潜在应用价值.     

基于自成像多模干涉的光子晶体波导1×2分束器

通过模拟计算研究了二维三角形1光子晶体波导自成像多模干涉的耦合特性,提出了一种二维光子晶体1×2分束器.基于自成像多模干涉效应,用有限时域差分法对这种分束器的特性进行了数值计算和分析.研究发现,这种分束器的透射率可高达96%,造成这种现象的物理原因是多模干涉区的自成像效应,这种多模干涉在光子晶体光学集成电路中具有重大的潜在应用价值.     

超晶格带结构及透射谱

采用转移矩阵方法，研究了一维有限超晶格的电子态与透射问题。计算了一维有限超晶格的子带带隙，以及一维完整有限超晶格中电子的透射谱和一维有限超晶格中含单个缺陷层或少量缺陷层的电子的透射谱。本文给出的方法对于研究电子通过任意排列的一维有限超晶格的透射具有普适性。     

高双折射全内反射光子晶体光纤的特性研究

文章应用全矢量有效折射率方法(FVEIM)对芯区具有两个椭圆小空气孔的全内反射光子晶体光纤(TIR-PCF)进行了研究.结果表明,光子晶体光纤(PCF)的芯区折射率与包层区等效折射率的差随波长的增大而增大;固定包层空气孔的相对孔径,PCF基模的两个正交偏振态简并被打破,呈现出模式高双折射;随着芯区小空气孔椭圆率变大,模式双折射增大,PCF的总色散曲线变平坦.