磁光Bragg衍射中的接地效应

使用表面磁导率法得到任意偏置磁化金属覆层波导中的静磁波传播方程,并结合磁光理论分析了接地效应对基于静磁表面波的磁光Bragg衍射的影响.计算表明,通过恰当设置金属与磁性YIG薄膜间距可以大幅提高磁光衍射效率;而调整偏置磁场方向还可以进一步增强接地效应对磁光衍射的影响;同时分析发现,由接地效应引起的衍射效率峰值对应的频率点与静磁表面波零色散点基本重合,即表现出弱色散特性;而该效应也可提高基于磁光Bragg单元的射频频谱分析能力.因此,接地结构的磁光衍射器件在微波通信、光信号处理等方面具有广泛的应用前景.

多频微波信号对导波光脉冲的磁光衍射研究

根据磁光微扰理论,研究了小信号情形下多频静磁波信号对脉冲导波光的磁光Bragg衍射过程,给出了它们相互作用的耦合模方程,此方程也适用于多频静磁波与连续导波光以及单频静磁波与脉冲导波光的作用。计算表明,衍射光脉冲的峰值强度随入射导波光脉冲宽度的增加逐渐接近连续导波光情形;当入射导波光脉冲宽度大于1.1ps时,可按多频静磁波对连续导波光的作用来处理。多频静磁波的频率间隔增大,衍射光脉冲之间的均衡性变差,对应的-3dB均衡带宽约为40MHz。本文结论可为基于磁光Bragg衍射的频谱分析器件设计提供理论指导。

多频微波静磁波与导波光互作用研究

分析了磁光薄膜中同时激发的多个频率的静磁波对导波光的衍射作用过程,以三频为例推导了三级近似的耦合模方程,对于两频磁光作用的理论计算与实验基本一致.对于三频磁光作用,数值分析结果表明:对于主衍射效率(Principle Diffraction Efficiency,PDE),小信号时只需考虑一级磁光作用.在超出小信号范围且PDE达到峰值之前,第三级磁光作用对PDE影响很小,只需考虑前两级磁光作用.小信号时,得到了PDE的近似解析表达式,在一定的频率间隔范围内与耦合方程的一级近似解较为符合.

基于两种静磁模的磁光压缩特性比较

将磁光效应作为微扰,采用耦合模理论分析了磁光薄膜波导中微波静磁波对线性啁啾光脉冲的磁光Bragg衍射作用,得到了传统磁化时磁光共线和非共线作用下的衍射光脉冲复振幅的解析表达式。在静磁波频率和波数相同的前提下,通过对实际波导结构的计算表明,基于静磁表面波的磁光共线作用比基于静磁正向体波的非共线作用更易于实现光脉冲压缩;衍射光脉冲的半极大全宽度(FWHM)对失配斜率的依赖较为敏感。因此,选用磁光共线作用和优化相位失配因子的频率变化率有助于改善磁光Bragg脉冲压缩器的性能。

静磁表面波对高斯光脉冲的衍射特性研究

研究了磁光薄膜波导中线性啁啾高斯光脉冲与单频连续静磁波共线作用,给出了水平磁化时基于静磁表面波的磁光耦合方程。分别采用解析法和数值法计算了1310 nm和1550 nm两种光波长入射时衍射光的压缩特性,两种求解方法得到的结果一致。计算表明,衍射光脉冲的半峰全宽(FWHM)随相位失配因子的频率变化率和啁啾系数的增大而减小;在给定的计算参数下,与1310 nm波长对应的衍射光脉冲具有较大的峰值强度,但1550 nm波长输入时可以获得更窄的衍射光脉冲,因而1550 nm光脉冲更适于作为磁光脉冲压缩的脉冲源。文章还分析了磁损耗对衍射光脉冲的光强和输出脉宽的影响,对于普通的磁光薄膜,损耗基本上不影响光脉冲压缩效果。