基于光弹效应的二维光子晶体能带结构特性研究

根据介质的光弹效应,采用有限元法对二维光子晶体的能带特性进行分析。给二维光子晶体施加应力时,由于构成二维光子晶体介质的光弹效应,引起介质的折射率变化,使得光子晶体的能带结构发生变化。详细分析了外加应力变化对基于Si/SiO_2二维光子晶体能带结构特性的影响,结果表明,禁带的起始波长、截止波长及禁带宽度的变化量与外加应力呈线性关系。

金属纳米线阵列表面等离子体电光调制器

基于表面等离子体共振(SPR)技术,设计了一种具有较高调制系数的金属纳米线阵列电光调制器结构.通过改变驱动电压使反射谱的反射率发生变化,实现电光调制.利用时域有限差分(FDTD)法对金属纳米线阵列层和缓冲介质层的参数进行优化配置,并研究了其结构参数对反射谱反射率的影响。结果表明:当金属纳米线直径为34 nm、缓冲介质层厚度为1600 nm时,电光调制器的模式耦合能力达到最强;随着驱动电压的逐渐增加,反射光谱的全吸收峰出现明显的右移;通过调节加载在电极上的驱动电压可实现电信号对光信号的电光调制.

混合表面等离子体光子晶体波导

提出了一种新型金属-绝缘体-半导体(MIS)混合表面等离子体结构,基于时域有限差分法验证了该结构在归一化频率范围(0.243~0.271)α/λ内具有明显的TM模式带隙。在二维光子晶体层移除或改变中间行空气孔半径构成线缺陷,形成混合波导结构1和2。分析表明入射光频率位于带隙内的光子能量被很好地局域在低折射率层中,且只能沿线缺陷传输。当入射波长为1550 nm时,两种波导的传输距离分别为18.41μm、15.70μm,群速度极值分别为0.186c、0.166c,品质因数达到384.74、1042.50。此波导能通过光子晶体层的线缺陷控制低折射率层表面等离子体(SPP)激光的传输路径,为波导器件的研究提供了有效的理论依据。

“换位”教学法在计算机课程教学中的应用

针对当前计算机专业编程语言类课程教学过程中理论教学与实际应用之间存在的不协调问题,提出了“换位”教学法。在计算机程序设计类课程的教学过程中,培养学生的创新能力。在教师的指导下,在理论和实践环节给学生创造机会,扮演教师的角色,进行自我教育。从实践环节阐述了“换位”教学法的具体操作。

金属纳米线阵列全光调制

提出一种基于长程表面等离子体的介质-金属纳米线阵列-非线性介质复合全光调制器.考虑克尔效应对折射率变化的影响,采用时域有限差分法分析了金属纳米线直径、介质层厚度和泵浦光强度对反射谱的影响,通过合理配置金属纳米线和介质层的参数提高调制器的耦合性能,并在此基础上分析不同强度泵浦光的反射特性.结果表明:当金属纳米线直径为40nm,介质层厚度为1 800nm时,全光调制器的模式耦合能力达到最强.反射谱的反射率与泵浦光强度的变化呈线性关系,相关系数为0.998 1,且只需要0.5GW/cm^2功率的泵浦光就能使入射光的反射率从0.015提高到0.82,较好地实现光信号对光的全光调制.

高校计算机程序设计课程的改革与实践

在教学"进大纲、进教案、进课堂"的要求下,计算机程序设计课程结合自身特点进行了一系列的教学改革与实践。文章以选择结构程序设计一章的多分支结构为例,从案例的筛选与设计、切入点的选取策略、教学方案设计与实施等方面展开讨论,以编程为纽带,深挖案例素材,通过案例设计实现了课程改革元素与课程内容的深度融合。

光纤Bragg光栅应变测量中啁啾特性的研究

用光纤Bragg光栅进行应变(静态、动态)测量时,由于光栅轴向各部分受到的应变不同,因而产生布喇格中心波长漂移量发生变化·实际测量中往往忽略此扰动对光纤光栅反射谱中心波长的影响,则必然带来测量误差·采用耦合模理论,分析并研究了Bragg光栅受轴向线性应变、高次应变和非线性周期应变波等情况下的啁啾特性·根据各自啁啾特性的不同,给出了对光纤光栅反射谱中心的影响,以及测量各种应变时的测量条件和范围·

面向新工科的项目化教学模式在建筑设备自动化系统课程中的探索与实践

新工科建设中对现有工科专业的要求是改革创新,以培养创新能力强和工程实践能力强、具有国际竞争力的高素质、复合型“新工科”人才。本文基于新工科人才的培养要求和应用型本科高校的人才培养目标,采用项目化教学模式对建筑环境与能源应用工程专业的建筑设备自动化系统课程进行了“新工科”应用型人才培养的探索与实践,明确了课程的项目化内容设置、项目化具体实施及考核方式。

面向新工科的项目化教学在《建筑电气技术》课程中的探索与实践

应用型本科高校与学术型本科高校在人才培养目标上的不同,直接决定着课程目标的不同,本项目化教学基于新工科建设背景,从应用型本科的课程目标出发,对建筑环境与能源应用工程专业的《建筑电气技术》课程进行了探索与实践,明确了课程的内容设置、课程的具体实施及课程的考核方法。

漫反射立方腔单次反射平均光程的理论和实验研究

根据Beer-Lambert定律可知,增加气体池的有效光程是提高气体监测灵敏度最直接而有效的途径.通过实验研究和分析,漫反射立方腔作为气体池能显著地增加有效光程,因此研究其内部的光线传播规律具有重要意义.基于对漫反射立方腔内光线传播规律的理论分析,得到了单次反射平均光程的理论值,建立了漫反射立方腔内光线传播的理论近似模型,并通过有限元法仿真获得了单次反射平均光程的模拟值.利用可调谐二极管激光吸收光谱技术得到了立方腔的有效光程,间接求得了单次反射平均光程的实验值.对理论值、模拟值和实验值进行比较分析,验证了理论近似模型和有限元法仿真的准确性和稳定性.

一维缺陷光子晶体温度的测量

采用Si和SiO2两种介质材料构造一维缺陷光子晶体,缺陷层介质为Si,利用传输矩阵法对带有缺陷的一维光子晶体的传光特性进行了理论分析,并得到其带隙特性.由于缺陷的存在,使得光子晶体的透射谱中产生缺陷峰.当被测温度变化时,根据两种介质的热光效应和热膨胀效应,光子晶体介质和缺陷层的光学厚度和折射率发生变化,透射谱缺陷峰产生漂移,由缺陷峰的中心波长漂移量得到被测温度的大小.构建了一维缺陷光子晶体测量温度的实验系统,实验结果表明缺陷峰中心波长与光子晶体所受的温度呈线性关系,测量灵敏度为0·207nm/℃,测量范围为-20—120℃.

采用TiO_2薄膜增强光子晶体光纤表面等离子体共振生物传感器灵敏度的建模分析

提出一种采用TiO_2膜增强双纤芯单通道光子晶体光纤表面等离子体共振生物传感器灵敏度的设计方案:在传感器银膜表面增加一层TiO_2薄膜,不仅可以隔绝氧气,防止银氧化,而且可提高传感器的灵敏度;采用全矢量有限元法数值分析传感器的耦合特性及其性能。结果表明,在待测介质折射率为1.33~1.38时,待测介质折射率与传感器的共振波长呈线性关系,线性相关度为0.9806,传感器的平均灵敏度为4200nm·RIU-1。此外,进一步分析了光子晶体光纤空气孔大小、银膜厚度、TiO_2厚度等参数对传感器性能的影响。结果表明,改变结构参数可以优化生物传感器的输出光谱、改善传感器的性能。

二维光子晶体能带结构温度特性研究

采用有限元法对二维光子晶体的能带特性进行了分析。当光子晶体所受的温度发生变化时,由于构成二维光子晶体介质的热光效应,引起介质的折射率变化,介质的热膨胀效应引起介质厚度发生变化,改变了光子晶体的晶格周期,使得光子晶体的能带结构发生变化。分析了温度变化对二维光子晶体的第一禁带和第二禁带结构特性的影响,各禁带的起始波长、截止波长及禁带宽度的变化量与温度呈线性关系。

一种新型的Bragg光纤光栅电流传感器的设计

提出了一种新型的光纤光栅高压电流传感器。该系统由Bragg光纤光栅电流测量部分和温度补偿部分组成。在测量过程中,采用了匹配光栅解调方法,其动态测量范围比通常的干涉法光纤电流传感器大,且系统不受外界电磁干扰的影响,可实现高压电流的在线测量。

Study on electro-optic properties of two-dimensional PLZT photonic crystal band structure

The band characteristics of two-dimensional(2D) lead lanthanum zirconate titanate(PLZT) photonic crystals are analyzed by finite element method.The electro-optic effect of PLZT can cause the refractive index change when it is imposed by the applied electric field,and the band structure of 2D photonic crystals based on PLZT varies accordingly.The effect of the applied electric field on the structural characteristics of the first and second band gaps in 2D PLZT photonic crystals is analyzed in detail.And the results show that for each band gap,the variations of start wavelength,cut-off wavelength and bandwidth are proportional to quadratic of the electric field.