一维光子晶体槽型微环谐振器及其传感特性

为了使折射率传感器具有高品质因子和高灵敏度,提出一种基于槽型光波导的一维光子晶体微环谐振器。该结构中两种不同状态的光模式在不同的光路上相互干涉而产生Fano共振,这种非对称线型的结构能够获得更高的消光比和品质因子,在折射率传感方面也有更好的灵敏度。采用时域有限差分法对结构进行分析和模拟仿真。仿真结果表明,所提结构的品质因子达到30950,比传统微环谐振器提高4倍以上;消光比为29.08 dB,比传统微环谐振器高出16.89 dB。在折射率传感特性的分析中,所提结构的灵敏度达到344 nm/RIU,比传统微环谐振器提高3倍;灵敏度检测下限为1.4×10^-4 RIU。     

正方形自聚焦透镜光线理论研究

针对正方形自聚焦透镜折射率分布特点,引入方向角概念,以平方律表征其折射率分布.从理论上研究了平方律折射率分布下正方形自聚焦透镜的光线轨迹方程,得到了子午光线表达式.结果表明,与传统径向自聚焦透镜相比,正方形自聚焦透镜的光线轨迹受光线入射方向角影响,会产生较大像差.得到了正方形自聚焦透镜数值孔径表达式,表明数值孔径并非常量,且与方向角密切相关.计算了中心轴上的最大数值孔径,方向角为0°时最小为0.405,方向角为45°时最大值0.5以上.     

全合成法光纤预制棒制造研究

介绍了一种全新的全合成法G.655和G.656光纤制造工艺,详细分析了该工艺中芯层折射率差Δ0、芯层厚度a、第二包层的折射率差Δ2、第二包层的厚度c2等结构参量与光纤光学性能的关系.结果表明,制造该两种光纤时,Δ0应在0.012 0～0.015 5之间,Δ2应在0.014 0～0.023 0之间,a应在2.8～3.2 μm之间,c2应在满足截止波长的要求下尽可能小.     

电磁波在左右手介质界面折射与反射特性的研究

研究了电磁波在左右手介质界面折射与反射的特性,给出了折射系数和反射系数,从另外一个方面探讨了最小作用量原理在左手材料中的适用性;从电动力学和最小作用量原理证明了Snell定律,验证了Snell定律在左手材料中的适用性,并且得到Fresnell公式在左右手材料中的一致性.     

旋光晶体的寻常折射率与左旋光和右旋光折射率的关系

由光的波动方程证明,若介质为旋光物质,则其极化率张量χ一定有非对角对称的共轭虚元素,并导出了旋光晶体的寻常折射率no与左旋光折射率nL和右旋光折射率nR之间的关系.将理论分析结果与实验数据相对照,结果完全吻合.     

各向异性介质的平行平板干涉

提出了各向异性介质平行平板干涉中的相位差计算方法.证明了e光干涉产生的条纹为严格的椭圆曲线,椭圆长短轴的比值等于o光主折射率与e光主折射率之比,而与晶体厚度、干涉级等参数无关.拍摄了实验干涉图,并用最小二乘法对干涉条纹进行椭圆曲线拟合,结果与理论完全一致.本文提出的方法可用于晶体主折射率比值的精确简便测量.     

可见光波在天然金属基界面正负折射机理的研究和进展

Snell定律揭示了光在穿越不同介质界面时的传播和折射规律,这是现代物理光学的重要基础。追求完美光学透镜的途径之一是寻找正负折射率匹配材料,但在相当长时期内,在自然界中从未发现有违背Snell定律的天然负折射率材料存在。在本研究工作中制备了一系列入射角精确可控的楔形贵金属金和银等样品,采用不同波长的激光,对于光在最简单的天然贵金属界面传播时所发生的由负到正折射特性变化进行了定量实验测量,获得表观折射率随入射和折射角变化的定量关系。对于导致奇异光折射现象的各种争议性机理进行了细致探索和讨论,这与等离子体、负磁导率和Goos-Hanchen等效应无关。研究结果将有助于人们理解光在金属基微结构中发生正负折射传播的物理机理,从而为新型微纳光电子材料和器件的研制和应用建立基础。     

物点经多层平行介质界面折射成像的叠加法则及应用分析

文章采用了一种较为简便、自然的推理方法,推导出物点经平行介质界面二次折射成像的虚像点位置,发现了所谓的"物点经多层平行介质界面折射成像的叠加法则".文章对几种特殊情形下的像点坐标进行了讨论:分析和解释了游泳池中泳女的"身首分离"折射现象;分析出空气中物体经玻璃砖的成像特点,指出人们通常使用薄玻璃窗户的光学依据;对空气中...     

金属异质波导阵列中的表面等离激元传播特性

提出了一种新的一维金属异质波导阵列的设计方案,即波导芯区周期调制的金属波导阵列.数值模拟的结果表明,金属波导芯区的周期调制引起波导中传播的表面等离激元有效折射率的周期调制,从而可在特定的波段打开一个表面等离激元带隙(如1550nm附近).通过引入合适的缺陷波导单元,可获得特定波长的高品质因子(Q=556)的表面电磁模共振.这一结果可用于设计亚波长的布拉格反射器、光发射器、滤波器等,有可能被用于未来的集成光路.     

格兰-汤普森棱镜胶合层的膜效应分析

将格兰-汤普森棱镜两半块之间的光学胶合层作为一层薄膜,利用薄膜光学理论,分析了胶合层对棱镜透射比的影响。通过研究胶合层的厚度以及光学胶折射率对入射光在胶合界面上反射率的影响,得出了s偏振光经过格兰-汤普森棱镜后的透射比。结果表明：胶合层的厚度以及光学胶折射率对棱镜的透射比均有影响,且厚度对棱镜透射比的影响呈现周期性变化;而光学胶折射率则对透射比的振荡幅度产生影响。以长度孔径比为3的格兰-汤普森棱镜为例,光学胶折射率为1．510时,棱镜的透射比在92．5％～90．8％之间振荡;光学胶的折射率在接近e光主折射率1．475～1．495之间取值时,棱镜透射比的振荡幅度较小。这一结果有利于对格兰-汤普森棱镜性能的优化。