菌紫质薄膜光致折射率变化的理论计算和实验测量

基因改性细菌视紫红质BR D96N由于M态寿命的延长而具有显著的光致变色特性 根据Kramers Kronig变换关系,样品吸收光谱的变化会引起样品折射率的变化 本文首先从实验上测量了BR D96N薄膜样品在光激发前后的吸收光谱,然后根据Kramers Kronig变换关系,理论计算了对应此光致变色光谱变化的光致折射率变化光谱 实验上为了直接测量样品的光致折射率变化,采用Michelson干涉方法测量BR D96N薄膜在不同探测波长下的光致折射率变化量。

外电场作用下掺杂SBN晶体的光致折射率变化

从实验上研究了不同外加直流电场作用下固液同成分的SBN∶Cr和SBN∶Rh晶体的光致折射率变化规律 测量结果表明 :无外加电场作用时 ,晶体中的光致折射率变化不明显 ;若在光辐照晶体的同时 ,沿晶体c轴方向施加一定方向的外电场 ,则晶体中即刻出现显著的光致折射率变化 这种折射率变化随外加电场的增大而增大 ,并且电场方向不同 ,折射率变化的正负也不同 因而可以通过改变外加电场的极性和幅度控制SBN∶Cr和SBN∶Rh晶体中光致折射率的变化特性 。

光学玻璃材料的破坏和折射率变化的测量研究

介绍了一套用Nomarski干涉仪测量、面阵CCD摄像、微机实时监控记录光学玻璃材料在激光作用下破坏的装置 ,并对试验室原有的Nomarski干涉仪进行了优化设计 ,提高了它的探测灵敏度 。

双掺杂铌酸锂晶体中铟杂质含量对光致折射率变化的影响

研究了铟杂质含量不同的双掺杂铌酸锂(In∶Fe∶LiNbO3)晶体的光致折射率变化规律,采用切片干涉法对铟杂质含量为1mol%、2mol%和3mol%的In∶Fe∶LiNbO3晶体光辐照导致的折射率变化进行了实验观测。实验结果表明,不同含铟量的In∶Fe∶LiNbO3晶体光致折射率变化趋势相近,随着铟杂质浓度的升高,折射率变化量△n逐渐减小,△n大小依次为:1mol%<2mol%<3mol%。从建立的光伏迁移机制简化模型出发,对不同浓度的铟杂质在In∶Fe∶LiNbO3晶体中导致的折射率变化分布进行了理论分析,数值模拟的结果同△n实测结果相吻合,结果表明理论分析采用的简化模型是可靠的。

双波长FBG折射率变化平均值的研究

光纤Bragg光栅(FBG)是发展最为迅速的光测量器件。为解决光纤光栅传感器温度应变交叉敏感的问题,使用双波长FBG替代传统FBG是实用性较好的方案之一。通过数值计算双波长FBG的反射谱,着重分析了双波长FBG的折射率变化平均值对中心波长及其反射率的影响。

用作VISAR窗口的LiF晶体折射率变化修正因子

近几年，因为样品／窗口界面处理工艺的完善和窗体寄生干涉问题的解决，加窗VISAR测试技术在冲击波物理研究中得到了愈来愈广泛的应用。但窗口材料在冲击作用（如压缩、拉伸、加热等）下，由于折射率变化将引入附加多普勒频移，从而对最终的测速结果引入修正项。此修正项与窗口材料的折射率变化特性直接相关，而且对某些窗口材料，此修正项值还比较大。因此，为获取加窗测试中正确的速度剖面测量数据，必须确定窗口材料在冲击作用下的折射率变化修正因子。在目前所用VISAR窗口中，LiF晶体因为具有中等阻抗，

兼顾量子阱材料增益与折射率变化的研究

对比分析了量子阱材料增益谱及其折射率变化谱随阱宽、应变和载流子浓度的变化特性,在此基础上以两谱线3dB谱宽交叠区面积为度量,分析了各因素对兼顾材料增益与折射率变化的影响,并剖析了其中的物理机理。研究表明,两谱线3dB谱宽交叠区面积随阱宽的变化过程中存在一个极大值;引入压应变有利于增大交叠区面积;交叠区面积随载流子浓度单调增加的过程中存在一个转折点,在转折点之前增加迅速,在转折点之后增加放缓。基于以上影响规律,选取适当的阱宽与压应变量,在载流子浓度为3.0×10^(24) m^(-3)时,设计出的In0.583Ga0.417As/In0.817Ga0.183As0.4P0.6量子阱在C波段内可恰当地兼顾增益与折射率变化,两谱线3dB谱宽交叠区面积为3.7×10~4 nm/cm。

载流子导引的折射率变化偏振相关性研究

分析了载流子浓度、张应变量大小、量子阱阱宽和量子阱垒区材料组分对量子阱结构TE模和TM模折射率变化的影响.综合调配以上参数得到1530—1570 nm波长范围内同时具有大的折射率变化量(10^(-2)量级)和折射率变化低偏振相关(10^(-4)量级)的量子阱结构.研究表明,不同的调配参数组合可以得到同一波长范围内基本一致的折射率变化谱.

兼顾增益与折射率变化的低偏振量子点材料研究

对比分析了InGaAs/InGaAsP柱状量子点材料TE模和TM模增益谱及其折射率变化谱随点区材料组分、垒区材料组分和量子点高宽比的变化特性,并剖析了其中的物理机理。进一步联合考虑点区和垒区组分变化对兼顾增益与折射率变化以及偏振相关性的影响,提出了一种多参数调配方法,并据此设计出在1550nm通信波段(1540~1560nm)内兼顾增益与折射率变化的低偏振量子点材料In0.97Ga0.03As/In0.76Ga0.24As0.52P0.48。最后通过分析,选定合适的工作载流子浓度。当载流子浓度为0.6×10^24 m^-3时,TE模和TM模的3dB谱宽交叠区面积分别为8.66×10^3和7.55×10^3nm/cm,增益和折射率变化的偏振相关性分别在3%和10%以内。研究结果有助于未来全光网络中关键器件的优化设计。

混合应变多量子阱实现折射率变化低偏振相关的理论分析

考虑温度变化和载流子注入阱间分布不均匀性,给出求解量子阱材料折射率变化的理论分析模型。分析了量子阱应变量大小、阱宽、垒区材料组分和注入载流子浓度对TE模和TM模折射率变化的影响。设计出折射率变化低偏振相关的混合应变多量子阱结构,在0~40℃的温度范围,其折射率变化量在1 530~1 570nm波长范围内具有较大数值（6×10^-3）,且具有低的偏振相关性;当载流子浓度从1×10^24 m-3增大到3×10^24 m-3时,其折射率变化量在增大的同时,仍可在一定温度下保持低偏振相关。

量子线材料折射率变化偏振相关性研究

有源区载流子浓度变化导引的折射率变化是许多新型光通信器件的工作机理,对量子线材料折射率变化偏振相关性的研究有利于改善器件的性能。首先分析了线区材料组分、垒区材料组分、柱状量子线直径和载流子浓度对量子线材料TE模和TM模折射率变化的影响。以此为基础,提出了一种实现量子线材料折射率变化低偏振相关的多参数调配方法,并设计出C波段(1 530~1 565 nm)内折射率变化低偏振相关(<1%)的InGaAs/InGaAsP量子线材料,表明该多参数调配方法对量子线材料折射率变化低偏振相关的设计具有指导作用。

LiNbO_3:Fe晶体中不同强度分布的片光导致的折射率变化

从Kukhtarev方程组和基于载流子光伏迁移机制的简化模型出发,对不同强度分布的片光在LiNbO3:Fe晶体中导致的折射率变化分布进行了理论分析.数值模拟的结果与简化模型得出的解析表达式相吻合.采用切片干涉法对矩形、Gauss和平方律分布的片光辐照LiNbO3:Fe晶体导致的折射率变化进行了实验测量.利用理论分析得到的解析表达式很好地拟合了测量数据点.根据衍射的角谱理论和射线方程分别对写入光强度分布沿传播方向上的一致性以及晶体自散焦效应的影响进行了数值模拟,结果表明实验测量的结果是可靠的.因而在LiNbO3:Fe晶体中可以通过改变写入光的强度分布得到不同的折射率变化分布,利用数值模拟或由简化模型得出的解析表达式可以对给定强度分布的片光导致的折射率变化分布进行预测.

兼顾增益和折射率变化的低偏振混合应变多量子阱结构研究

对比分析了单量子阱TE模和TM模增益谱及其折射率变化谱随应变、阱宽的变化规律,同时分析了应变和阱宽对兼顾增益和折射率变化的影响。进一步考虑波导的光学限制因子及多量子阱阱间载流子浓度分布的不均匀性,提出一种多参数调配方法,据此设计出C波段内兼顾增益谱和折射率变化谱的低偏振混合应变多量子阱结构。最后,通过分析选定合适的载流子浓度。当载流子浓度为3.22×1024m-3时,TE模和TM模3 dB谱宽交叠区面积分别为84.81 nm/cm和74.50 nm/cm,增益偏振相关性和折射率偏振相关性分别保持在4%和6%以内。该研究结果有助于未来全光网络中相关器件的优化设计。

平行光透过折射率线性变化介质的传播规律

从光的折射定律出发,研究平行光束在折射率呈横向线性变化的光学介质中的传播规律,给出了光的传播轨迹随着介质的长度、折射率的变化率的改变而呈现的汇聚、发散及成像情况.

光纤Bragg光栅折射率调制特性研究

在光纤Bragg光栅(FBG)中两个正反向模式之间会发生耦合,要了解光纤光栅的物理特性,提高反射率的精度,就需要深入研究光纤光栅的耦合模理论。通过光纤Bragg光栅的耦合方程,研究在不同的折射率调制深度的情况之下光纤反射谱变化,并用Matlab做仿真实验,结果发现光栅长度取2,5,10 mm,弱光栅、中度光栅、强光栅在折射率变化0.000 1时的反射谱带宽最大值分别是2.015 0×10^(-11),5.276 7×10^(-11),9.214 3×10^(-11)。计算表明:在固定光栅长度情况下,每0.000 1折射率变化所导致的反射谱带宽变化值在任意反射带中都相对稳定,其中,弱光栅反射谱最小,中度光栅反射谱次之,强光栅反射谱最大。

地球上不同高度处大气折射率的表示及光线在其中传播轨迹的分析

由于受地球重力的作用以及不同高度大气温度不同的影响,地球表面大气层中的气体密度随高度的增加而减小。大气层的折射率随高度增加变小,造成太阳光线在其中传播的轨迹是曲线而不是直线。现在我们研究这一具有实际意义的问题。

聚合物波导折射率渐变型Spot-size converter设计

围绕光致折射率变化聚甲基苯基硅烷高分子光波导,设计了新型的折射率渐变型 Spot-size converter,可有效改善光纤与光波导的端面耦合效率．BPM 仿真计算显示,耦合效率由78%提高到 91%,为器件制备提供了理论依据．

斜磁场作用下抛物量子点的折射率系数变化规律研究

本文首先使用有效质量近似的方法研究了在斜磁场作用下各向异性抛物量子点系统,并求得了系统的能级与波函数.然后运用密度矩阵与迭代的方法得到系统的线性、非线性以及总的折射率改变的表达式,使用典型的GaAs材料来进行数值计算.计算结果表明,磁场的倾斜角度以及系统参数对于总的折射率系数的改变有较大的影响,随着磁场倾斜角度的增加,总的光折射率系数改变的峰值却在减少,并且向着高能量方向移动;然而随着系统结构参数的增加,总的光折射率系数改变却在不断的增加.

一维光折变光子晶体正负折射率的实验实现

对利用光学方法在掺铁铌酸锂晶体中制作一维光折变光子晶体时的正负折射率进行了详细的理论分析和实验研究。当采用成像法制作一维光折变光子晶体时,通过控制成像掩模条纹的占空比,晶体中折射率降低的基础上出现了升高区域,即晶体内正、负折射率同时存在。实验结果显示,这种折射率分布与最佳占空比息息相关,并提高了一维光折变光子晶体折射率的对比度。