带宽可调谐的太赫兹超构材料半波片器件

基于二氧化钒(vanadium dioxide, VO₂)的相变原理,提出了一种“树叶型”复合超构材料,能够实现带宽可调谐的半波片功能。VO₂薄膜为绝缘态时,复合超构材料可以看作是空芯“树叶型”金属结构,能够实现双频带的半波片功能。在1.01～1.17 THz和1.47～1.95 THz频带范围内能够将y偏振光转换成x偏振光,偏振转换率大于0.9且平均相对带宽为26%。VO₂薄膜为金属态时,实芯“树叶型”金属结构的超构材料在1.13～2.80 THz范围内能够实现反射型的宽频带半波片功能,相对带宽为85%。利用瞬时表面电流分布和电场理论详细地分析了带宽可调谐半波片器件的工作原理。本文所提出的“树叶型”复合超构材料半波片器件在太赫兹成像、传感和偏振探测等领域具有潜在的应用前景。     

Loss characteristics of helical-core fiber

A special optical fiber is investigated,which has a helical core in the cylindrical cladding.The beam propagation method(BPM) is used for analyzing the impacts of the geometric and physical parameters on the properties of mode losses of the helical-core fiber.The propagation loss is 0.32 dB/m for the fundamental mode and the propagation loss is 20.95 dB/m for the LP11 mode in the wavelength range of 1050-1065 nm when the core diameter is 19 μm,the pitch of the core’s helix is 2.66 mm,and the offset of the helix core from the center of the fiber axis is 31 μm.The core diameter of the single-mode helical-core fiber well exceeds that of the conventional large-mode-area fiber.The helical-core fiber can provide the effective large-mode-area single-mode operation without coiling fiber or selecting excitation mode.     

保偏反射膜温度特性对BGOCT灵敏度影响的理论研究

采用琼斯矩阵方法对保偏膜反射相移温度特性对块状光学电流互感器（BGOCT）灵敏度的影响作了理论研究,结果表明,当温度从5.3℃变化到39℃时,表征系统灵敏度的归一化尺度因子会在一定范围内变化.表明镀制于光学玻璃电流传感头上的保偏膜反射相移温度特性影响光学电流传感器的稳定性.因此,在实际系统设计中对光学玻璃电流传感头应采取必要的温度控制或补偿措施.     

延迟片法测量光学玻璃电流传感头线性双折射

测量光学传感头内线性双折射的大小对于提高光学电流传感器的性能有重要意义.本文报告了一种测量光学玻璃电流传感头线性双折射的新方法,以琼斯矩阵为数学工具给出了对该方法的理论分析及测量不确定度分析,并用实验方法给出了应用实例.此方法的主要优点是弥补了以前报告测量方法的不足,即无法唯一地确定光学玻璃电流传感头线性双折射的大小.本方法采用的光路所用元件容易获得且测量结构简单实用.     

基于平面超材料的Fano谐振可调谐研究

基于两段相同金属分裂环谐振器构成的单层结构, 从理论及实验方面研究了平面超材料的可调谐Fano谐振. 实验测量了平面超材料对TE和TM入射波的电磁响应, 利用电磁波的入射角度控制Fano谐振的强度, 实现了谐振的开关特性, 谐振频率红移可达到21%. 基于有限元法给出了平面超材料的场分布, 强的正常色散表明平面超材料的电磁响应可类比经典电磁诱导透明现象, 仿真与实验结果相符合. 对称结构超材料Fano谐振的开/关特性为超材料性能的可调谐控制提供了有效途径.     

Photonic Crystal Polarizing and Non-Polarizing Beam Splitters

A polarizing beam splitter （PBS） and a non-polarizing beam splitter （NPBS） based on a photonic crystal （PC） directional coupler are demonstrated. The photonic crystal directional coupler consists of a hexagonal lattice of dielectric pillars in air and has a complete photonic band gap. The photonic band structure and the band gap map are calculated using the plane wave expansion （PWE） method. The splitting properties of the splitter are investigated numerically using the finite difference time domain （FDTD） method.     

太赫兹超表面中的连续域束缚态

连续域束缚态（BIC）是发生在辐射连续域频率范围内且被完全局域的共振,具有无限大的Q值,光与物质之间产生强相互作用,该现象对新型功能器件的发展至关重要。在太赫兹超表面中引入BIC机制,为定制高Q值共振提供了新的思路。从BIC的分类、形成机制、基本性质等方面对BIC进行了简要描述,重点介绍了BIC在THz超表面中的新应用,如高灵敏度传感、手性增强、光谱编码、近场成像。此外,BIC携带拓扑电荷,由偏振矢量缠绕圈数定义,这样的电荷只能通过改变系统参数来产生或湮灭。BIC的拓扑性质也为拓扑光子学新现象的发现提供了新的可能,BIC现象的研究可以为光学和光子学领域带来更多的发展。     

线性双折射对光学玻璃电流传感器输出特性影响的理论分析

对线性双折射及入射起偏角对光学玻璃电流传感器输出特性的影响进行了理论推导与分析,给出了光学玻璃电流传感器在非理想状态下线性双折射对输出电压的调制函数的数学表达式,并给出了入射起偏角对系统影响的数学表达式及其对系统有无影响的条件.结果表明,线性双折射会以Sa(δ)函数(抽样函数)的形式调制理想光学玻璃电流传感器输出信号的尺度因子,同时以－sin２(δ／2)为影响因子决定入射起偏角对系统影响的大小;当入射起偏角取某些特殊值时其对系统的影响为零.该工作结果对于光学玻璃电流传感器的研究、设计具有一定的理论参考意义.     

Tunable fiber-tip lens based on thermo-optic effect of amorphous silicon

We theoretically demonstrate a compact all-dielectric metasurface fiber-tip lens composed of sub-wavelength amorphous silicon on the end face of a multimode fiber.The full 2πphase control was realized by varying the widths of resonant units.The tunable focal length is achieved by using the thermal-optic effect of amorphous silicon.The focal length increases from 309μm to 407μm when the temperature changes by 300 K.The temperature controlled all-fiber integrated lens is compact and with high efficiency and provides an excellent platform of a fiber-tip lab.Meanwhile,the proposed fiber lens does not have any structural changes during dynamic tuning,which improves the durability and repeatability of the devices.     

光学电流互感器传感头色散特性对系统灵敏度的影响研究

为了从理论上加深对光学玻璃电流传感头灵敏度的波长依赖性的理解，以琼斯矩阵为数学工具，利用理论分析和计算机仿真的方法，研究了块状玻璃光学电流互感器传感头的色散特性对系统灵敏度的影响，并进行了实验验证．在光学电流互感器系统中，光源的驱动电流与环境温度改变，都会造成光源峰值波长移动．在传感头中，