渐近式太赫兹多孔光子晶体光纤模式特性研究

为了研究太赫兹波在新型渐近式多孔光子晶体光纤的传输特性,采用有限元数值分析法进行了数值仿真,分析了有效模态面积、纤芯孔隙度对有效材料损失及限制损耗、功率分布分数等波导特性的影响.结果表明,在单模传输范围0.5THz^0.85THz内,通过在光纤上引入渐近矩形阵列气孔和椭圆空穴,实现了零色散、0.0532高双折射、有效材料损失为0.1157/cm,限制损耗低至1.47×10^-4dB/cm.此研究可用于制造极化THz波导、滤波器等,对新一代太赫兹波导实现长距离、高性能传输的研究具有重要意义.

表面曲率对石英毛细管微瓶模式及传感特性影响

为了实现高Q值低模式体积的最佳传感特性微瓶设计,采用有限元数值分析方法研究了石英毛细管微瓶回音壁模式特性及其折射率传感性能,计算分析了当膨胀半径和赤道面处壁厚为定值时,不同表面曲率对空芯和液芯微瓶回音壁模式特性的影响,包括品质因子、核芯能量百分比等,并探讨了在折射率传感应用中谐振波长随表面曲率变化规律。结果表明,切向二阶模受曲率影响更为明显,内壁曲率平方Δk_2~2=0. 008时Q值高达108,内壁表面曲率越小,核芯百分比所占能量越大,且在内壁表面曲率较小时可实现高灵敏度折射率传感。该研究对进一步高Q值微泡的实验研制及应用于传感领域提供了有效依据,具有一定的理论参考价值。

基于磁流包覆冷却拉锥全光纤磁场传感器特性研究

为提高光纤传感器磁场检测中的敏感度,进一步实现弱磁场环境中的高精度场强勘测,提出一种基于磁流包覆与冷却拉锥透射式全光纤高灵敏磁场传感器,拉锥过程采用间歇式停顿冷却技术,可更加便捷获得高质量干涉谱,减缓光子晶体光纤空气孔塌缩,制作工艺简单,具有可操纵性强、灵敏度高、损耗小等优势,实现了高灵敏磁场环境实时在线检测,并对传感器的变温影响进行了讨论。实验结果表明,光子晶体光纤的拉锥长度为5.5mm、腰椎直径为75μm时,可得到良好的干涉光谱,在0~78 Oe(1 Oe■79.578A·m-1)磁场范围内,灵敏度达95pm/Oe,线性拟合度为98.31%。

共面蝴蝶结混合表面等离子体波导模式特征研究

基于传统纵向蝴蝶结混合表面等离子体波导(BTHPW),提出一种共水平面BTHPW集成光波导结构,是由半导体硅肋和金属Ag肋两种波导对放在一个SiO_2基底面上构成,采用有限元法对其混合模式特征进行数值模拟,分析该波导传播长度、归一化有效模场面积和品质因子等特性随波导几何尺寸的变化规律。结果表明,该波导模式具有传播损耗较小同时又较强光限制能力的特点,最长传播距离可达108μm,最小有效模面积可达λ~2/3000左右。该波导结构制作工艺简单,并可应用于高灵敏度折射率传感器和微纳米光子集成器件等领域。

基于模式分裂现象的在纤式双微盘谐振腔

为了实现结构紧凑、性能稳定的回音壁微腔,提出一种在纤式并联双微盘结构,其中回音壁微腔与激发回音壁模式的光波导均处于光纤纤芯中。采用有限时域差分法研究模式分裂现象中对称模式与反对称模式随着两微盘耦合间距增大的变化规律。研究结果表明,对称模式与反对称模式之间存在竞争关系,随着耦合间距的增大,反对称模式的透射率先变大后变小,共振波长发生红移;对称模式则正好相反。通过计算分析制作工艺精度对模式分裂的影响。该研究结果可用于高灵敏度在纤式微盘光纤温度传感器的设计等领域。