Measurement of Composite Film Parameters by a Prism Coupler

A new polymer composite thin film DMACB/PEK-c is reported. After poling of the film, the refractive indices n t and n n, that is the in-film-plane and the normal-to-film-plane refractive indices at 633 nm and the thickness d were determined using the quasi-waveguide m -line method. The results of measurement and calculation are: n t=1.657 3±0.001 7, n n=1.627 8±0.001 9, and d =1.427 8±0.003 1 μm.

A Matrix Approach to Study Prism-Waveguide Coupler

ＡＭａｔｒｉｘＡｐｐｒｏａｃｈｔｏＳｔｕｄｙＰｒｉｓｍ－ＷａｖｅｇｕｉｄｅＣｏｕｐｌｅｒＪＩＮＥｎｐｅｉ；ＹＥＹｉｈｕａｎｇ金恩培，叶奕煌（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ，...

一种精确测量波导参数的方法──M线光谱法

本文根据棱镜耦合器内的全反射原理，利用Ｍ线光谱法精确地测量了质子交换ＬＴ波导的衬底和波导模式的有效折射率，借助于ＩＷＫＢ法计算出了波导的折射率的分布，并采用Ｆｅｒｍｉ公式拟合得到波导的表面折射率，其测量精度可达１０￣（－４）量级。

棱镜耦合法测量负折射率材料光学特性理论研究

对于在光频波段的负折射率介质材料,从理论上提出了测量其光学参量的棱镜耦合法,给出了测量原理、装置,同时给出了棱镜耦合法测量系统的精确理论模型.用转移矩阵方法推导出其满足的色散方程,从理论上分析了空气层厚度对测量结果的影响.用传输矩阵法进行了模拟论证,得到了模拟反射率曲线,同时模拟分析了空气间隙对测量结果的影响.

全反射棱镜式环形激光器耦合输出的理论分析

对采用棱镜耦合器的全反射棱镜式环形激光器的耦合输出特性进行了理论研究,导出了有“楔形”间隙的棱镜耦合器的反射系数和透射系数表达式,给出了反射率和透过率随“楔形”间隙高度变化的理论计算曲线,进而研究了有关材料选取、腔内振荡分量的选取及减小棱镜耦合器对环形激光腔内模式的影响等问题 这些研究对于全反射棱镜式环形激光器在激光陀螺、激光角速度传感器等实际应用中有重要意义。

固定光路可变焦宽调角表面等离子共振成像装置

设计了一种折反式棱镜耦合单元,用于简化表面等离子共振系统的角度调节操作,并基于此单元构建了固定光路可变焦宽调角表面等离子共振成像装置.该装置通过旋转折反式棱镜耦合单元即可实现角度调节,调节范围可达40°～80°,结合1～2倍的变焦成像系统,可对1～4 cm2传感芯片成像,且可分辨至少3600 Point/cm2.以蔗糖溶液为研究对象,考察了该装置的灵敏度,结果表明其灵敏度可达7×10-6 RIU(Re-fractive index unit),共振角与折射率的线性相关系数为0.99953.将该装置用于研究抗牛血清白蛋白抗体与其它蛋白的实时相互作用,所得结果与理论相符.该表面等离子共振成像装置将在实时并行分析方面具有广阔的应用前景.

棱镜耦合法的理论改进与实验设计

为了能更精确地测量薄膜厚度及其折射率,介绍了一般棱镜耦合法的测量理论和实验方法,分析了一般的棱镜耦合法测量模型本身存在的理论误差.从测量理论上对棱镜耦合法进行了改进,提出了精确测量模型,减小了上述理论误差,同时给出了薄膜参数的简便计算方法,从理论上分析了薄膜参数计算方法的误差.用传输矩阵的方法进行了模拟论证,设计了实验装置,测量了在玻璃基底上甩胶法得到的Su-8薄膜,测量结果表明,改进的精确测量模型减小了测量误差,提高了测量精度.

硫族化合物非晶态薄膜波导optical-stopping效应研究

本文通过实验对As2S8这种硫系非晶态材料的光学截止(optical-stopping)现象进行研究,报告了硫系非晶态As2S8薄膜波导的制备工艺,以及实验光路和光学截止现象的过程。并且结合了其它一些有关硫系非晶态半导体中的光诱起现象的报道,提出了以微结构变动为前提、结合半导体能级理论的电子抽运模型,对实验现象进行了解释。

多孔硅-PMMA/DR1复合膜制备方法的研究(英文)

报道了用电化学腐蚀法结合激光干涉或聚合物掩膜制备多孔硅通道波导、定向耦合器、波导棱镜、光栅耦合器和激光诱导动态光栅等光子器件,并给出了这些多孔硅光波导器件的性能参数,研究结果表明可利用多孔硅开发出新的全硅光电子器件.

基于介孔TiO_2薄膜等离子体波导的拉曼光谱技术研究

利用溶胶-凝胶分子模板法在表面覆金的玻璃基底上制备275 nm厚的介孔二氧化钛(TiO_2)薄膜,形成等离子体波导(PW)传感芯片.利用菲涅耳公式拟合实验测得的导模共振波长,得出TiO_2薄膜的多孔度约为0.589.基于光学互易定理仿真分析了置于介孔导波层中的电偶极子的拉曼辐射角分布,结果表明:辐射到衬底中的拉曼光包含沿导模共振角辐射的定向信号和辐射角小于全反射角的非定向信号;前者需借助棱镜耦合器才能被探测到,后者可从芯片背面直接被探测到;从导波层直接辐射到空气中的拉曼光称为背向信号,它的角分布呈发散式,几乎不受棱镜耦合器影响;定向信号的最大功率值远大于非定向信号和背向信号的相应值.实验研究了吸附于介孔导波层中的结晶紫分子的拉曼光谱,采用体光束激发方式探测到了定向、非定向和背向拉曼信号,定向信号强度的最大值是非定向信号的2倍多,在使用棱镜耦合器前后测得的背向信号强度几乎不变.

表面等离子波色散分析及激发方式研究

表面等离子激元是入射光子和金属电子相互作用,从而促使自由电子在金属表面产生集体振荡的现象。当入射光波的频率和电子振荡频率相匹配时,沿界面传输的电磁波和金属表面的自由电子发生谐振。本文首先根据麦克斯韦方程组和边界条件推导表面等离子波的色散关系方程,得到了色散分析曲线。分析了棱镜耦合激励方式的原理,并且在800nm TM波入射情况下对Kretschmann配置进行了仿真分析。仿真结果表明,在入射角为49.43°时,达到谐振,分界面上磁场强度最大。谐振频率对入射角度十分敏感,适用于生物大分子探测、光伏电池、医学检测,环境监测,增强光谱测量和光学成像等方面。

光波导技术同步测量棱镜及波导薄膜参数

依据全反射理论和棱镜耦合原理,实现了对棱镜折射率及波导薄膜材料折射率和厚度的同步测量。使用高准直半导体激光器激光入射到棱镜内部与波导膜的分界面上,逐步旋转棱镜或改变棱镜的入射角,得到棱镜耦合M线,曲线前面几组的波谷为波导模激发,在M线左侧收尾处有一个不完整波峰,其反射光强随入射角迅速衰减,为全反射时的临界点,由此可实现棱镜及波导薄膜参数的同步测量;用此法测量了棱镜耦合一体化平面波导棱镜的折射率和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物波导薄膜的折射率和厚度。测量棱镜折射率精度为±1.9×10-4,波导薄膜折射率和厚度的精度分别为±6.2×10-4μm和±1.6×10-2μm。

一种全面测定平板波导折射率参数的新方法

本文通过对耦合棱镜中反射光束强度变化的测量，给出了平板波导的全部折射率参数，包括波导表面、波导模以及衬底的折射率，由此可以精确的得到平板波导的折射率分布，为波导的设计提供了可靠的参数．

利用棱镜耦合器测量光波导衬底的折射率

本文提出了测量LiNbO_3衬底折射率的新方法,用棱镜耦合方法并测量光的强度在棱镜底面处全内反射恰遭到破坏的角度计算折射率。该方法可以用于分析待测铌酸锂基片是否可以用作衬底。

实用棱镜耦合器的设计

设计了一种用于 YIG 薄膜光波导输出耦合的装置,该耦合器具有结构简单、制作与使用方便及实用性强等特点。