光子带隙光纤背向散射次波建模及实验验证

光子带隙光纤有着独特的结构形式、传输介质和导光机制,这使其具有传统光纤无法比拟的优点,是未来光纤陀螺的理想选择。但光子带隙光纤粗糙的纤芯内壁导致其产生强烈的背向散射次波,会使光子带隙光纤陀螺产生额外的非互易误差。为了定量分析光子带隙光纤背向散射次波强度大小,论文基于电偶极子辐射理论建立了一种简单的光子带隙光纤背向散射次波理论模型。通过聚焦离子束微纳加工法和原子力显微镜测量得到了准确的纤芯内壁表面形貌功率谱密度,进而计算得到HC-1550-02型光子带隙光纤背向散射系数理论值为2.61×10^(-9)/mm。通过光频域背向反射散射仪得到HC-1550-02型光子带隙光纤背向散射系数测量值为~1.82×10^(-9)/mm,初步验证了背向散射次波模型的正确性,为背向散射次波抑制技术研究奠定了基础。

空芯反谐振和光子带隙复合光纤的优化设计

空芯反谐振和光子带隙复合光纤是刚刚兴起的一种新型空芯微结构光纤。由于这种光纤可同时实现低损耗和单模传输的特点,所以可应用于光纤陀螺、光纤激光通信等领域。为了实现良好的单模性和低损耗,本文对此种光纤的基模和高阶模的限制和散射损耗进行了计算,通过优选光纤内包层气孔归一化内径d/D和内包层气孔壁厚度t,得到了当d/D=068,t=500nm时,在工作波长1500~1590nm范围,空芯反谐振和光子带隙复合光纤可实现良好的单模性和低损耗。

传输2μm波段激光的多芯空芯光子带隙光纤的研究

2μm波段属于人眼波段,并且具有大气通信窗口,对该波段的研究是未来光通信系统亟待开发的领域。软玻璃材料相比于石英玻璃,具有更宽的透光范围,并且可扩展到中红外波段,以配合2μm波段光通信系统。设计了一种多芯空芯光子带隙光纤,针对不同模式的模场面积、限制损耗和弯曲损耗等特性进行仿真分析。综合分析给出了2μm波段单个和多个模式激光传输的最优波长。

空芯光子带隙光纤纤芯截切半径的研究

利用平面波展开法（PWM）计算了理想的圆形空气孔按三角格子排列的光子晶体带隙，利用带隙图设计了移去7根玻璃毛细管形成纤芯的空芯光子带隙光纤（PBF），随后利用全矢量有限元法（FEM）计算了所设计的光纤，给出了在不同半径情况下沿z轴方向的光强分布和光强等高线分布，从而得出了该类光纤消除表面模、减小损耗的纤芯半径最佳截取范围为0．9A～1．0A，为光纤的拉制提供了理论依据。

光子带隙型光子晶体光纤的研究

实验证明,空心的空气-石英光子晶体光纤的纤芯可以局域光,并在理论的基础上,得到光子带隙存在的条件,特定的波带受到限制并沿光纤传导;与每一个波带相对应的光子晶体包层中出现一个完全的二维光子带隙,随着空气填充率的增加,光子带隙的相对大小也会随之变大,而且当减小空气孔尺寸时,光子带隙将被抑制。采用透射谱法在红外波段对带隙型光子晶体光纤进行测量,通过比较光纤的透过谱与光源的光谱,确定是否存在光子带隙。

四方格子全固光子带隙光纤带隙特性研究

基于平面波展开法,对四方格子全固光子带隙光纤带隙随结构的变化特性进行了数值模拟,并与具有相同结构参数三角格子全固光子带隙光纤进行了比较,数值结果表明带隙的位置由高折射率棒的结构参数决定,而与高折射率棒的排列方式和棒之间的间距无关,这一结果与反谐振效应非常吻合。最后对理想和实际拉制出的四方格子的全固态光子带隙光纤的带隙进行了比较,得出了在设计光纤时,应利用较低的带隙的结论。

Ge基二维三角晶格光子晶体的光子带隙

导出了二维三角晶格光子晶体的填充系数与正多边形散射子外接圆半径的普适关系,并利用平面波展开法计算了Ge基二维三角晶格光子晶体的光子带隙.计算表明:Ge圆柱置于空气背景中时,可产生TM、TE带隙,TM带隙占优势;随着Ge填充系数的增大,光子带隙的宽度先增大后减小,其中心频率由高频向低频移动;TM模第一带隙宽度在半径为0.14a处达峰值.空气圆柱置于Ge背景中时,可产生TM、TE及完全带隙,TE带隙占优势;随着空气填充系数的增大,光子带隙的宽度先增大后减小,其中心频率由低频向高频移动;TE模第一带隙宽度和最大完全带隙宽度分别在半径为0.46a和0.49a处达峰值.

二氧化硅胶体晶体的制备及其光子带隙特性

利用胶体颗粒悬浊液的自组织生长技术制备了两种二氧化硅胶体晶体．透射光谱表明：所制备的胶体晶体的光子带隙位于近红外波段，带隙的位置随胶体晶体中胶粒的尺寸而变化；且放置时间延长，带隙将发生蓝移．

低损耗高双折射太赫兹Topas光子带隙光纤

以太赫兹低损耗聚合物材料Topas环烯烃共聚物为基材,设计了一种带隙型光子晶体光纤.光纤由三角形排列的圆角正六边形空气孔构成包层,缺失四个近邻空气孔构成近菱形的二重对称空气芯.采用有限元法分析了该光纤在太赫兹波段的传输特性.结果表明：在1.5THz附近约0.3THz的宽频范围内存在光子带隙,光纤可以基于光子带隙效应将太赫兹波束缚在空气芯中传输.在1.4~1.6THz范围内具有10-3数量级的高双折射;x偏振基模和y偏振基模的损耗都小于0.1cm-1,分别在1.53THz和1.5THz处达到最小值0.029 1cm-1和0.028 7cm-1.所设计的太赫兹Topas光子带隙光纤具备结构简单、易制备、直径小而易弯曲的特点.

一维原子晶格中基于电磁感应透明的可调控光子带隙

利用电磁感应透明技术,在一维光晶格中相干驱动四能级N模型冷原子,实现动力学可调谐电磁感应光子带隙结构.在该原子系统中,光晶格中的原子密度呈高斯分布,使整个介质的密度在空间上呈周期性分布,导致探测场的折射率被空间调制,从而产生带隙结构.理论计算表明:基于两强耦合场的双暗态共振作用,探测场的吸收谱出现两个透明窗口;当满足Bragg条件时,探测场的三个不同频率区域内光子态密度减小,形成光子带隙结构.另外,改变两个耦合场的强度和失谐可以有效地调控光子带隙的宽度和位置.

胶体自组装法形成光子带隙材料

光子带隙晶体使人们可以有效地控制和操纵光子 ,但是构建光子晶体 ,尤其是近红外及可见光区域的光子晶体是一个困难的工作 ,它对材料提出了很高的要求。本文从化学的角度 ,利用自组装方法 ,对胶体晶体和反蛋白石等类光子带隙材料包括半导体、金属、金属氧化物、聚合物、染料等进行较全面的介绍 ,同时介绍了如何从这些材料获得光子带隙。

光子带隙型光子晶体光纤的带隙

采用平面波展开法,通过模拟分析带隙型光子晶体光纤空气填充率和介电常数对带隙的影响,对光纤的平面内和平面外带隙特性进行了研究与讨论.

正三角形晶格金属柱光子带隙结构

采用有限差分法分析了正三角形晶格金属柱光子带隙(PBG)结构中TE模式的色散特性,导出了全局带隙分布图,探讨了一套系统的设计指定本征频率PBG结构的方法。结果表明,金属柱半径与晶格常数的比值越小,越有利于PBG谐振腔的圆波导耦合输出。说明了类比圆柱波导设计回旋管的可能性。

二维正方复式晶格的完全光子带隙

为产生光子晶体完全光子带隙 ,在二维正方晶格的介质柱中心构造一个空气柱孔缺陷 ,应用平面波展开的方法研究了光波在其中的传播规律 ,发现在特定的结构参数条件下 ,该结构产生了完全光子带隙 。

可调谐光子带隙晶体的研究进展

近几年来,人们对可调谐光子晶体的兴趣日益增长,并且实际光子器件的应用推动着动态调谐方法的进一步发展。本文主要从光子带隙晶体的调谐机制、调谐途径、所用材料等方面,综述了可调谐光子晶体的研究进展。系统介绍了利用外部应力、电场、磁场、温度等激励,控制晶体结构参数的变化,实现光子带隙的改变;还介绍了通过控制介电材料来改变光子带隙,主要介绍了液晶材料、电光材料等几种常用的材料。比较了不同调谐方法的特点。最后分析了光子晶体带隙调谐的进一步研究方向。

一种基于光子带隙结构的宽阻带低通滤波器

提出了两种新颖的基于光子带隙结构微带线的宽阻带低通滤波器 .该滤波器分别采用了T形和十字形短截线来构造 .文中还讨论了该滤波器的传输特性 .该滤波器设计和制作简易 .最后给出的该低通滤波器的模拟结果和测试结果 ,表明了该滤波器设计的有效性 .

光子带隙型光子晶体光纤温度传感特性分析

为了提高光子带隙型光子晶体光纤的温度灵敏度,提出了在纤芯环上并入高折射率液体圆柱的新结构,并利用全矢量有限元法对提出的结构进行了仿真,得到了温度对光纤有效折射率、纤芯能量和有效模面积等传输特性的影响。结果表明,随着温度的升高,光纤的有效折射率和有效模面积会减小,纤芯能量会增加,且零群速率色散点向短波长方向移动,尤其在短波长条件下光纤传输特性随温度变化趋势更加明显。该研究提高了光子带隙型光子晶体光纤传输特性的温度灵敏度,使其更加适合于温度传感方面的应用。

加载光子带隙膜系BaF_2晶体闪烁光慢成分抑制和抗γ辐照损伤的研究

根据BaF2晶体闪烁光快、慢成分波段的不同,设计并制备了用于抑制该晶体闪烁光慢成分的 Al2O3/MgF2/Al/MgF2…光子带隙膜系。实验结果显示:加载光子带隙膜系的BaF2晶体,其闪烁光快/慢成分 比提高80倍以上;经剂量为1×105Gy的60Coγ射线辐照后,其透射光谱、发射光谱和发光衰减时间谱没有明 显的变化,这表明由光子带隙膜系与BaF2晶体所构成的快闪烁器件不仅可有效避免慢成分的干扰,而且还具 有很强的抗γ辐射性能。

TiO2光子晶体的光子带隙及其应用

最近利用TiO2光子晶体控制光子的研究取得了一定进展。本文概述了TiO2光子晶体的分类、性质、制备和应用。TiO2光子晶体在反射器件、光电转换、化学传感器和光催化等方面应用前景广阔,目前,可见光和近红外波段的TiO2光子晶体的合成是工作的难点,本文对今后TiO2光子晶体的研究提出了展望。

可调光子带隙光纤的泄漏损耗特性研究(英文)

通过向折射率引导型光子晶体光纤的空气孔中填充可调的高折射率的材料可以获得带隙可调的光子带隙光纤.本文采用矢量平面波展开法与矢量有限元法对可调光子带隙光纤的泄漏损耗特性进行了理论研究.研究表明,这种可调光子带隙光纤的光子带隙效应使其泄漏损耗与填充材料的折射率有很强的依赖关系,同时给出了光子带隙光纤的泄漏损耗和群速度色散与归一化波长的关系.