周期波导中弹性波局部化问题的研究

基于弹性波传递矩阵方法 ,对周期波导中弹性波局部化问题进行了分析研究。根据互易性原理和能量守恒定律 ,给出了结构弹性波传递矩阵的一般表达式。采用两种求解局部化因子的计算方法 ,分别计算了谐和与失谐周期波导中的局部化因子 ,并对其进行了分析讨论。本文对周期波导中波传播与振动局部化的分析方法和计算结果可用于结构的优化设计。

周期电磁波导的能带辛分析

根据电磁波导的 Hamilton体系 ,辛分析可用于任意各向异性材料 ,而且便于处理不同区段的界面条件。横向的电场和磁场构成了对偶向量。每段波导可以引入其两端的电磁刚度矩阵。对等截面的平面波导给出了通带和禁带解 ,又给出了截面突变连接的算法。运用能量原理的区段合并算法以生成波导基本周期的两端电磁刚度阵。此后 。

任意形状皱阶周期波导中TM模分布反馈系数

采用转移矩阵理论来分析TM模在任意形状皱阶周期波导中的传播问题,用精确的转移矩阵方法来得出TM模下的分布反馈系数(耦合系数)的解析公式.以此来与耦合模理论对比,可以发现转移矩阵理论有物理意义清晰、数学处理简单的优点.并且与TE模下的分布反馈系数公式对比,可以深刻理解模式对任意形状皱阶周期波导的分布反馈系数的影响.

长周期波导光栅窄带光滤波器特性的模拟

利用两路平行的刻有长周期光栅(LPWG)波导间耦合的理论模型,研究了LPWG波导光滤波器,利用弱耦合实现高耦合效率和窄带滤波的方法,设计了一个窄带光滤波器。仿真结果表明,在1530～1560nm范围,能实现单一的带通、带阻互补滤波输出,3dB带宽为1nm,耦合效率高达98%。

级联长周期波导光栅滤波器研究

文章提出一种基于Er-Yb掺杂磷酸盐玻璃的级联长周期波导光栅(CLPWG)滤波器,CLPWG是直接制作在波导上的。该滤波器由不同滤波单元组成,各滤波单元具有不同的谐振波长与带宽。对CLPWG滤波器的传输特性进行了理论研究,讨论了CLPWG滤波器的传输谱对Er-Yb掺杂磷酸盐玻璃波导放大器自发辐射谱的影响。

电磁波导辛体系下的周期皱波导分析

基于H am ilton变分原理的电磁波导辛体系自建立以来解决了传统电磁有限元所不能解决的一些问题。本文在介绍这一体系之后,经半解析横向离散及辛正则化,给出了类凝聚和协调质量阵。针对常见的周期皱波导问题,引入等效折射率概念,将皱波导转化为折射率周期变化的多层薄膜,并将其对应为力学分析中的条形域问题。最后给出的数值例子中所计算的通带辛本征值与解析解很接近,表明该理论方法有很高的计算效率。

低驱动电压X切铌酸锂长周期波导光栅

研究了在X切铌酸锂基底上制作沿Y方向传输光的电光长周期波导光栅的理论模型。利用有效折射率法和射线法进行理论分析获取波导的各项参数。针对所建议的波导光栅结构,将调谐电极置于波导两侧,无需跨过波导就可获得最大的电光调制。该结构的电极间距小(小于10μm),使得在较小的驱动电压(1.6V)下就可以实现阻带幅度高达28dB的长周期波导光栅。对该光栅模型的研究为开发低驱动电压的高速电光长周期光栅提供了理论依据。

基于Ⅱ类周期极化铌酸锂波导的通信波段小型化频率纠缠源产生及其量子特性测量

自发参量下转换过程制备的纠缠光源在量子光学及其相关领域有着广泛的应用.本文利用780 nm的分布式布拉格反射镜激光二极管抽运一块长10 mm的Ⅱ类准相位匹配的周期极化铌酸锂波导,产生了偏振正交的频率反关联纠缠光子对.通过实验结果与理论的完美结合得到,当进入波导的抽运光功率为44.9 mW时,下转换双光子对的产生速率为1.87×10~7s^(-1).利用单色仪对下转换光子的频谱进行分析,得到信号和闲置光子的中心波长分别为1561.43 nm和1561.45 nm,频谱宽度为3.62 nm和3.60 nm,双光子符合包络宽度约为3.18 nm,可以得到双光子的频率纠缠度为1.13>1.00,表征了双光子的频率纠缠特性.利用Hong-Ou-Mandel干涉仪测量双光子的二阶量子干涉特性,测得的干涉可见度为96.1%,干涉图谱的凹陷宽度为1.47 ps.

改进长周期波导光栅折射率传感特性的研究

提出了一种附加高折射率覆盖层的长周期波导光栅折射率传感器结构。通过模拟外折射率变化所引起的高阶模式等效折射率的改变以及该高阶模式与基模相耦合的谐振波长的漂移,研究了长周期波导光栅对外界环境折射率的传感特性。模拟表明,高折射率外覆盖层的加入会使得原有的覆盖层高阶模式发生重组,高阶模式等效折射率和模式耦合的谐振波长随之发生跳变。此时,长周期波导光栅外折射率传感器的敏感度和工作范围将极大地提高。

基于周期介质波导可任意比例的功率分配器

讨论了两条平行硅周期介质波导间的定向耦合效应,根据晶格移动时耦合长度的改变选择一个合适的耦合区域设计了一个可实现任意比例的功率分配器。功率分配比可从0∶1变到1∶0。并运用时域有限差分法模拟了器件的性能,结果表明在整个晶格移动过程中光信号的传输效率均在92%以上。

交错子周期折叠波导慢波结构冷特性研究

为实现周期结构电磁特性在真空器件中的全维度开发,提出一种交错子周期折叠波导慢波结构。通过软件仿真的方法研究了该结构的色散、耦合阻抗等冷特性。与一般折叠波导的冷特性进行对比,发现其较于一般折叠波导,在3π模处可产生明显止带和高耦合阻抗。通过模拟结构尺寸变化对冷特性的影响,掌握设置相应尺寸控制止带参数的规律和方法,基于这一特性和方法可以开展新器件的研发。

周期极化波导与铁电畴反转机理研究综述

通过分析晶体材料的双折射相位匹配与准相位匹配条件,总结了实现准相位匹配的铁电畴周期反转技术,并就铁电畴反转检测方法、铁电畴反转机理进行详细探讨,指出通过波导技术与周期极化相结合,可以有效提高材料的非线性效应。针对离子交换制备周期极化波导的铁电畴反转深度与波导深度不一致的问题,提出采用离子注入损伤层对周期极化波导进行调控的新思路。

基于铌酸锂薄膜波导的电光调谐光栅辅助定向耦合器研究

提出并实验研究了一种基于铌酸锂薄膜光波导的电光调谐的光栅辅助定向耦合器。该耦合器由单模与双模脊形波导及制作于双模波导侧壁的长周期光栅构成。长周期光栅的引入补偿了单模与双模波导中基模的相位失配,可在共振波长实现两波导中基模的高效耦合。进一步地,在双模脊形波导两侧制作调谐电极实现了高速、低驱动电压的电光调谐功能。优化了器件的制作工艺,并采用单次干法刻蚀将耦合器的光栅与波导同步制作于X切铌酸锂薄膜上。测试结果表明所制作的器件在1595.3 nm波长处实现了14.8 dB的隔离度,其电光调谐效率为0.38 nm/V(1595.3 nm~1599.0 nm),热光调谐效率为0.14 nm/℃(25℃~50℃)。该器件可用于实现可调谐滤波、滤模、电光调制及高灵敏度温度传感等功能。

平面阵列波导光栅波导模式参量的分析

用周期波导的方法分析平面阵列波导光栅(AWG)的本征方程及波导模式参数,结果表明波导传播常数是带状分布的,与波导间隔有关。分析结果对器件的优化设计有一定的指导意义。

矩形介质波导阵列的一种新型分析方法

本文将等效介电常数近似分析方法在应用范围和处理方法上进行了一些改进．发展为双等效介电常数近似分析法，然后用它来分析矩形介质波导阵列．推得两个一维周期的耦合特征方程。如果将Macatili方法应用范围扩展用来研究该波导阵列也会得到同样的结果，它们都能在二维平面上较准确地反应出通带和阻带等主要周期特性。

一种新型介质栅波导滤波特性的研究(英文)

提出了一种新型介质栅波导阻带滤波结构,并采用多模网络与严格模匹配相结合的方法对该阻带滤波特性进行了仔细分析,给出了主模TM模的Brillouin图及滤波结构的归一化中心频率、阻带的宽度和带内最大衰减等特性和结构参数的关系.与传统的介质栅滤波器相比,新滤波器结构不仅具有金属损耗小的优点,而且其阻带带宽和带内衰减都要比传统介质栅滤波器的大得多.文中所给出的计算结果对设计该新型带阻滤波结构有指导意义.

基于PPLN波导的全光数值比较器的设计

全光逻辑信号处理是光通信网络中的关键技术,对于实现全光网络具有重要意义。基于周期性极化铌酸锂(PPLN)波导的和频效应+差频效应,在准相位匹配条件下,采用波导级联的方式设计并实现了全光数值比较器。通过数值计算和仿真得到波形图,并通过讨论眼图、脉冲宽度、消光比以及峰值功率延迟时间等指标分析了全光数值比较器的性能。结果表明,采用波导级联的方法对信号光进行处理,不仅可以完成相应的逻辑功能,而且可以保证信号的传输质量,还扩展了PPLN波导在全光逻辑信号处理方面的应用。

基于PPLN波导的全光译码器的设计与研究

随着互联网的发展,网络数据流量极速增长,全光网(AON)概念的提出有利于解决可用带宽受限、信号传输速率较低等问题。其中,全光逻辑信号处理为AON的重要组成部分。根据周期性极化铌酸锂(PPLN)波导的二阶非线性效应原理,将产生的输出信号连续送入不同的PPLN波导进行叠加处理,设计出全光2线-4线译码器的波导级联结构,通过数值计算仿真得到了波形图和眼图,分析了全光2线-4线译码器输出信号的半高全宽(FWHM)、峰值功率、延迟时间和消光比。仿真结果表明:采用PPLN波导级联的方式实现了2线-4线译码器在光域中的逻辑功能,同时保证了光信号的传输质量,为PPLN波导的全光信号处理提供了新的器件类型。

光折变晶体中空间二次谐波产生的影响因素

为了研究在光折变晶体中影响空间二次谐波产生的因素,基于光学二次谐波中倍频现象的产生理论,在自散焦LiN bO3:Fe晶体中发现了空间频率的倍频现象。运用干涉法,通过改变光路中振幅掩膜的参数实现对二次谐波产生情况的控制。结果表明,光源的数量会影响产生分裂条纹的多少,波导周期会影响二次谐波现象是否出现。在光源数量和波导周期一定时,二次谐波会随着光强的增大而出现的更快更明显。

光折变长周期波导光栅耦合器的设计和分析

为了实现在一种稳定的材料上制作简单的光栅耦合器,提出了在钛扩散铌酸锂波导上制作光折变长周期光栅耦合器的方案。利用有效折射率法和耦合模理论,确定了耦合器的结构参数,包括光栅周期为74.28μm,两波导的分开距离为8μm以及100%耦合情况下光栅的最小长度为2.42 cm。分析了传输光谱,得到3 d B带宽为5.20 nm。模拟结果表明,当光栅长度和偏移距离的容差分别为0.37 cm和0.21 cm时,耦合效率可以达到90%以上。该耦合器有望应用于粗波分复用系统。