近红外亚波长硅光栅偏振器的设计

利用泄漏模共振效应以及等效介质理论设计出工作在近红外波段的一维亚波长硅光栅偏振器。采用散射矩阵方法和时域有限差分方法对结构进行设计和优化,模拟结果显示在正入射条件下,该偏振器在1284-1575nm波长范围内的消光比大于100（20dB）,而TM模的透射率高于98％。同时对该偏振器的角度特性以及制备容差进行了讨论,计算结果表明该偏振器具有较大的角度与制备容差。     

光子晶体的非严格周期性对其传输特性的影响

将时域有限差分法(FDTD)用于光子晶体传输特性研究。以二维方格子光子晶体TM模为研究对象。分别讨论了光子晶体制作过程中圆柱半径和品格常量误差对光子晶体传输特性和光子晶体器件性能的影响。研究表明。圆柱半径和品格常量的误差越大。光子晶体的带隙效果越差。在一定的误差范围里,光子晶体的传输特性能够被很好地保持;由于误差的存在,光子晶体点缺陷所形成的微腔的共振频率位置与理想情况发生了漂移;加工精度误差对光子晶体器件性能有较大影响。     

Theoretical study on lifetime of thermal-fixed volume holographic phase grating in photorefractive crystals

<正>We review the dark decay of the electronic holographic phase grating before thermal fixing,and deduce the general analytic expression of the lifetime of thermal-fixed ionic holograms in the photorefractive crystal,by means of analogizing.Because the ions are optically inactive,the lifetime of thermal-fixed ionic holograms is only closely relate to the ionic decay rate which is determined by the conductivity of ionic species at a given temperature.We theoretically analyze and numerically simulate the influences on the lifetime of ionic grating from the crucial factors in the experiment and application.The results reveal that low temperature,low ion-concentration,and large grating spacing are advantages for extending the life of the thermal-fixed volume holographic phase grating in photorefractive crystal.     

聚硅氧烷改性及多模光波导制备

采用含氢聚硅氧烷(HPSO)和二乙烯基苯(DVB)的交联体掺入聚二甲基硅氧烷(PDMS)中,使改性的聚二甲基硅氧烷(M-PDMS)折射率发生1%～1.8%的改变。M-PDMS及PDMS薄膜具有良好的光透射率和低的传输损耗,是低成本制备用于高速芯片间光互连聚合物光波导的理想材料。采用软成型和图案转移法,用M-PDMS及PDMS分别作波导的芯层和包层制备了截面为50μm×50μm,长度大于20cm的聚硅氧烷多模光波导。用数字化散射法测量了所制备波导的传输损耗,测得输入光波长为633nm时平均传输损耗为0.137dB/cm。     

用级联缓变结构实现光子晶体波导和传统波导的耦合

为了提高光子晶体波导与传统介质波导的耦合效率,设计了级联缓变结构.先将传统介质波导中的光耦合进尺寸相当的光子晶体W5波导中,然后W5波导中的光被耦合进尺寸较小些的W3波导中,最后光被耦合进尺寸最小的W1波导.各级波导之间由半径逐渐增大的空气孔连接,空气孔半径逐渐变化相当于波导有效折射率在变化,所以各级波导可以看作是被折射率缓变结构连接起来.由于折射率的缓变,使得光从前一级波导耦合进相邻的后一级波导时反射很小,从而能有效地提高耦合效率.数值计算表明,在光子晶体禁带范围内,除了波导有限长度和波导微小禁带造成的微小不通带外,耦合系数一般能达80%左右,最高可达到95%.     

脊形波导传输损耗理论分析

新一代计算机光互连普遍采用的垂直腔面发射激光器(VCSEI),是波长为850 nim的多模激光器.为了更好地与其匹配,需要开发截面大小与其输出面大小接近的脊形波导.在成功制备了最小截面积70 μm*50 μm,直线长度21 cm聚硅氧烷脊形波导的基础上,对其损耗机制进行了理论分析.利用微扰理论分析可知吸收损耗可以忽略不...     

用时域有限差分方法研究非惯性坐标系下光子晶体传输特性

将时域有限差分（FDTD）方法用于非惯性坐标系下光子晶体理论研究,给出了非惯性坐标系下的差分方程和理想匹配层（PML）边界条件。设计了一个包含闭合环行腔和定向耦合器的光子晶体结构。定向耦合器的耦合长度为43a,这样的耦合长度既保证了闭合环行腔的高Q值,又保证了必要的频率分辨力。理论计算表明：光子晶体转动时,闭合环行腔里顺时针与逆时针方向传播的光有频差产生,此频差大小与光子晶体的转动角速度有关。     

Calculation of Guided Modes and Leaky Modes in Photonic Crystal Slabs

The scattering matrix S describing photonic crystal slabs is formulated. A new method is introduced to solve the eigenfrequency w for a given Bloch wave vector K from the equation det S^-1(ω, K)=0. Using this method, we can obtain not only guided modes but also leaky modes in photonic crystal slabs with a higher-frequency resolution than that of the FDTD method.     

大气光通讯中基于蒙特卡罗方法非视线光传输模型

非视线(NLOS)光传输信道的研究目前常用单次散射近似方法,在进行较远距离、复杂天气条件下NLOS光传输模拟时误差很大,为此,本文提出并建立了一种基于蒙特卡罗方法NLOS光传输模型.研究表明,该模型与单次散射近似应用在近距离、天气条件好时NLOS传输的模拟结果比较吻合.进行了不同距离的NLOS光传输对比实验,结果验证了该算法的正确性和有效性.     

用于光互连的聚硅氧烷波导弯曲损耗

研究了用于光互连的聚硅氧烷多模光波导直接弯曲时弯曲损耗与圆弧曲率半径的关系。用Marcuse的直波导近似法理论计算了其弯曲损耗,理论计算表明弯曲损耗随模阶数的增加而变大,随半径的减少而变大;光在波导中传输时,总弯曲损耗出现阶跃式变化,并且曲率半径大于4 mm时,波导的弯曲损耗小于1dB/cm。用BeamPROP仿真软件仿真了5、10、20mm三种曲率半径下的传输光场情况。利用数字化散射法测量了其弯曲损耗,实验结果显示曲率半径在5～6mm时弯曲损耗值在0.55～0.8dB/cm之间,考虑所制备的聚硅氧烷直波导固有的传输损耗,实验值与理论值基本相符。