光子晶体掺杂与密集波分复用光通信

采用传输矩阵的方法研究带缺陷的一维光子晶体,缺陷的引入使得原来不透电磁波的禁带中出现了缺陷模。计算表明随缺陷介质的折射率增大到一定值时,光子晶体禁带外的透射带为分立值,掺杂折射率值越大,各透射带越窄、越密,禁带边缘越陡,形成的通道数就越多,整个频带内为多个密集通道的窄带滤波特性的分立透射谱,由此掺杂光子晶体信道间信号串扰受到抑制。

二维光子晶体三角形结构带隙研究

通过改变二维光子晶体三角形结构的晶格元胞半径、晶格周期和厚度,模拟其带隙变化,分析变化规律,为二维光子晶体集成波导提供理论基础。

光子晶体中掺杂激活杂质的光增益研究

本文借助光子晶体中二能级原子的自发辐射理论说明缺陷态局域场存在的必然性以及局域场基本性质,为研究掺杂自发辐射的内在规律提供了理论依据,在此基础上,将自发辐射理论与数值模拟相结合,在缺陷介质中掺入和未掺入激活杂质时,数值模拟研究一维光子晶体的掺杂局域场特征以及受激辐射增强和透射率大于1现象与光子带隙边缘群速度异常和掺杂层复有效折射率负的虚部之间的内在规律,由此说明如在光子晶体的缺陷介质中掺入激活杂质,复有效折射率具有负的虚部,光子禁带中会出现品质因子非常高的杂质态,具有很大的态密度,这样便可实现自发辐射的增强,出现较强的受激辐射放大,在带隙的边缘处,光子晶体的群速度较小或群速度异常,受激辐射放大最容易出现在靠近光子带隙的边缘。

激活或高折射率介质掺杂同轴光子晶体光纤增益特性研究

文中在缺陷介质中掺入激活杂质或高折射率杂质时,数值研究了同轴光子晶体光纤的掺杂局域场特征以及受激辐射增强使透射率大于1现象和掺杂层复有效折射率负的虚部之间的内在规律,由此进一步说明,因受激幅射放大,而在掺杂同轴光子晶体光纤中获得窄的高增益透射带,由此带隙结构形成波分复用技术的多个传输信道,可应用于密集波分复用(DWDM)光通信系统。

光子晶体结构贴片天线研究

采用时域有限差分法(FDTD)研究光子晶体带隙结构(PBG)对贴片天线性能的影响,设计了一种基于光子晶体结构的贴片天线,通过仿真,与普通贴片天线进行了对比。结果表明,通过添加光子晶体结构能提高天线增益。

光子晶体的等效负折射与椭圆孔的光开关效应

用时域有限差分法和介质的等效折射率概念,研究了三角形结构的等效负折射率光子晶体的透射谱,研究发现选择合适的波源的工作频率,在等效负折射率光子晶体中,因Bloch波共振和受激辐射以及光子隧道贯穿极大地增强了自发辐射的几率,使能量被高度局域,进而大大增强了它们的透射率,从而获得明显的全光开关效应,进一步研究发现当二维光子晶体三角形结构的圆柱空气孔改为椭圆柱空气孔时,椭圆孔激发对应的透射峰远大于圆柱空气对应的透射峰,即椭圆孔具有很高的品质因数,从而形成性能极优的光开关效应,有望在实现高效光放大、光子晶体激光器和全光开关等方面得到广泛的应用。

动态扫描在NR-PC平板透镜目标探测成像中的应用

用时域有限差分法(FDTD)研究了基于等效负折射光子晶体(NR-PC)平板透镜的动态扫描系统在目标探测成像中的应用.通过对负折射光子晶体(NR-PC)平板透镜的仿真和研究得到:由于微禁带和共振激发效应,在共振频率0.3068(a/λ)处出现很强的光波透射峰,从点源发出的光波在经由NR-PC平板透镜聚焦于目标后,在该处将会产生极强的后向散射波,使得后向散射波的再聚焦横向扫描分辨率和图像分辨率有了极大的提高.另外,通过将非动态扫描方案与动态扫描方案进行对比,可以发现动态扫描方案能够获得较好的再聚焦分辨率,具有一定的优越性.为将理想化的LHM平板透镜探测成像系统转化为可实现的NR-PC平板透镜系统提供了重要依据,从而对优化探测成像系统的性能、实现小目标的探测及成像具有十分重要的意义.