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亚毫米尺度金属包覆波导超高阶导模的损耗研究
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作者 孙晶晶 燕安 +2 位作者 况庆强 吴至境 桑明煌 《江西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2008年第1期66-68,共3页
亚毫米尺度金属包覆波导中的超高阶导模具有一些重要性质,如偏振不灵敏性,对波导参数及入射光波长非常灵敏的特性,这引起了人们对它研究的极大兴趣.基于亚毫米尺度金属包覆波导,已经实现了一些具有良好光学特性和实用价值的导波光电子器... 亚毫米尺度金属包覆波导中的超高阶导模具有一些重要性质,如偏振不灵敏性,对波导参数及入射光波长非常灵敏的特性,这引起了人们对它研究的极大兴趣.基于亚毫米尺度金属包覆波导,已经实现了一些具有良好光学特性和实用价值的导波光电子器件.该文用一阶微扰理论对亚毫米尺度金属包覆波导中的超高阶导模的损耗性质进行了详细的研究,发现超高阶导模在波导中的传输损耗随着光入射角度的减小而急剧增大,也即随着其模序数的增大而增大,并且导波层的厚度越大,其超高阶导模的传输损耗越小. 展开更多
关键词 亚毫米尺度金属包覆波导 超高 波导传输损耗 微扰理论
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表面等离子共振与超高阶导模
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作者 曹庄琪 《安庆师范大学学报(自然科学版)》 2018年第3期1-8,共8页
由于激发结构简单和场的增强效应,近年来表面等离子共振在传感领域获得了广泛的应用。而双面金属包覆波导中的超高阶导模,其灵敏度、品质因子(Q值)和功率密度等比表面等离子共振具有更优越的特性。以此为基础,我们设计了一种毫米尺度的... 由于激发结构简单和场的增强效应,近年来表面等离子共振在传感领域获得了广泛的应用。而双面金属包覆波导中的超高阶导模,其灵敏度、品质因子(Q值)和功率密度等比表面等离子共振具有更优越的特性。以此为基础,我们设计了一种毫米尺度的光学芯片和激发结构,并利用这种器件开展了各种传感实验。实验结果证明,超高阶导模传感器可应用于环境保护、食品安全和生物分子相互作用等领域。 展开更多
关键词 表面等离子共振 双面金属包覆波导 超高
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双面金属铝包覆介质波导测量介质厚度和折射率 被引量:2
3
作者 费彬城 陈良雷 +1 位作者 陈余行 朱鹏飞 《大学物理实验》 2013年第1期1-3,共3页
利用双面金属铝包覆波导的测量方法,测量了硅片的厚度和折射率。这种方法利用双面金属铝包覆波导的超高阶模的偏振不灵敏和对金属层要求较低的特点,降低了对仪器的要求和测量的成本。同时,由于应用高灵敏的超高阶导模为探针,测量精度较... 利用双面金属铝包覆波导的测量方法,测量了硅片的厚度和折射率。这种方法利用双面金属铝包覆波导的超高阶模的偏振不灵敏和对金属层要求较低的特点,降低了对仪器的要求和测量的成本。同时,由于应用高灵敏的超高阶导模为探针,测量精度较高,结果显示测量精度在1%以内。 展开更多
关键词 双面金属波导 折射率 超高阶模 耦合
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基于古斯-汉欣位移效应的波长传感研究 被引量:6
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作者 肖平平 戚珉 胡红武 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1595-1598,共4页
利用双面金属包覆波导在导模共振激发时对古斯-汉欣位移具有极大的增强效应来实现激光波长微小变化的监测.双面金属包覆波导由上层金膜、导波层和下层金膜组成.当导波层厚度为亚毫米尺度时,应用自由空间耦合技术使入射的激光以小角度入... 利用双面金属包覆波导在导模共振激发时对古斯-汉欣位移具有极大的增强效应来实现激光波长微小变化的监测.双面金属包覆波导由上层金膜、导波层和下层金膜组成.当导波层厚度为亚毫米尺度时,应用自由空间耦合技术使入射的激光以小角度入射,在满足相位匹配的条件下激发超高阶导模.理论研究表明,当波导的辐射损耗等于本征损耗时,反射光的侧向位移可达到数百微米,并且此时激发的超高阶导模对波长具有极强的色散能力.通过测量反射光的侧向位移可实现对激光波长变化的实时探测,且具有很高的灵敏度.同时,实验中探测信号只与光束位置相关,可有效避免因光源输出光强的波动带来的干扰.实验测量结果表明对激光波长在859nm附近的分辨率可达到0.2pm. 展开更多
关键词 双面金属包覆波导 超高 古斯-汉欣位移 波长传感
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光波导共振技术结合比色法检测葡萄糖溶液的浓度 被引量:3
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作者 管相宇 黄梅珍 +2 位作者 汪洋 陈超 曹庄琪 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期841-845,共5页
利用比色法结合双面金属包覆波导构建了一种高灵敏度的光波导振荡场传感器.将葡萄糖溶液与氧化酶试剂混合,使葡萄糖溶液显色并注入波导结构,采用波长为650 nm的激光入射于波导表面,经角度扫描产生衰减全反射(ATR)吸收峰,通过ATR吸收峰... 利用比色法结合双面金属包覆波导构建了一种高灵敏度的光波导振荡场传感器.将葡萄糖溶液与氧化酶试剂混合,使葡萄糖溶液显色并注入波导结构,采用波长为650 nm的激光入射于波导表面,经角度扫描产生衰减全反射(ATR)吸收峰,通过ATR吸收峰的极小值来检测葡萄糖溶液的浓度变化.实验结果表明,该技术对葡萄糖溶液浓度的分辨率达到111 nmol/mL,其灵敏度高于分光光度计. 展开更多
关键词 双面金属波导 超高 振荡场传感器 比色法
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高灵敏度振荡场生物传感器的理论与实验研究 被引量:2
6
作者 肖平平 胡红武 +1 位作者 殷澄 曹庄琪 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期197-201,共5页
利用双面金属包覆波导中的超高阶导模对导波层折射率极其敏感的特性,提出一种新型的生物传感器。与传统的表面等离子共振、泄漏波导以及反对称波导等消逝场生物传感器相比,该传感器的待测样品放置在导波振荡场中,样品折射率的微小变化... 利用双面金属包覆波导中的超高阶导模对导波层折射率极其敏感的特性,提出一种新型的生物传感器。与传统的表面等离子共振、泄漏波导以及反对称波导等消逝场生物传感器相比,该传感器的待测样品放置在导波振荡场中,样品折射率的微小变化都将引起输出光强的极大改变,从而极大提高了传感器的灵敏度和分辨率。初步的实验结果显示在现有噪声水平下至少能够分辨1ppm的葡萄糖溶度改变。预计该传感器将在环境监测、食品安全、生物医学和疾病诊断等领域有着极其广泛的应用前景和巨大的市场潜力。 展开更多
关键词 波导光学 超高 灵敏度 生物传感器
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基于对称金属包覆波导的高精度微位移测量 被引量:3
7
作者 桑明煌 李新华 +1 位作者 余子星 戴海浪 《江西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2013年第2期111-115,共5页
利用对称金属包覆波导中超高阶导模对入射角度高度灵敏的特性,提出了一种新型的实时高精度微位移测量方法.与将压电材料置于导波层中不同,该方法是在压电材料上粘合一平面镜,并放置于一凸透镜的焦平面处.当对压电材料加载电压而产生微... 利用对称金属包覆波导中超高阶导模对入射角度高度灵敏的特性,提出了一种新型的实时高精度微位移测量方法.与将压电材料置于导波层中不同,该方法是在压电材料上粘合一平面镜,并放置于一凸透镜的焦平面处.当对压电材料加载电压而产生微位移时,经凸透镜返回的2条边缘光线会产生微小的入射角度变化,从而引起反射光强的急剧改变.该方法的微位移测量精度和测量范围分别为0.5和170nm,且具有结构简单、实时测量等优点,可应用于微机电系统和精密控制领域. 展开更多
关键词 对称金属包覆波导 超高 微位移测量
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空芯金属包覆波导传感器特性及应用领域分析 被引量:3
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作者 曹庄琪 《江西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2016年第2期111-115,共5页
不同于一般的光波导,空芯金属包覆波导中超高阶导模的有效折射率可处于0<N<1区域,该特征不仅使导模的激发可采用简单易行的自由空间耦合技术,而且使超高阶导模具有高功率密度、高品质因子(Q值)和高灵敏度等特性.利用这些优点,分... 不同于一般的光波导,空芯金属包覆波导中超高阶导模的有效折射率可处于0<N<1区域,该特征不仅使导模的激发可采用简单易行的自由空间耦合技术,而且使超高阶导模具有高功率密度、高品质因子(Q值)和高灵敏度等特性.利用这些优点,分析了空芯金属包覆波导在环境保护、食品安全、生物分子相互作用和拉曼、荧光增强等传感领域的应用. 展开更多
关键词 空芯金属包覆波导 超高 自由空间耦合技术 高功率密度 高品质因子 高灵敏度
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古斯-汉欣(Goos-Hnchen)位移的研究 被引量:2
9
作者 曹庄琪 《江西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2008年第5期505-508,517,共5页
该文解释了由古斯-汉欣位移引出的违反相对论的因果律佯谬问题;导出了共振激发下古斯-汉欣位移增强必须满足的条件;在此基础上,用波长为860 nm的半导体激光在实验上获得了迄今为止最大的0.9 mm的正向位移和0.2 mm的负向位移;同时,利用... 该文解释了由古斯-汉欣位移引出的违反相对论的因果律佯谬问题;导出了共振激发下古斯-汉欣位移增强必须满足的条件;在此基础上,用波长为860 nm的半导体激光在实验上获得了迄今为止最大的0.9 mm的正向位移和0.2 mm的负向位移;同时,利用双面金属包覆波导中超高阶导模的特殊性质和增强的古斯-汉欣位移实现了高灵敏的位移和溶液浓度的传感以及观察空间色散的超棱镜效应. 展开更多
关键词 古斯-汉欣位移 光波导 超高 传感器 超棱镜效应
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基于双面金属包覆波导光强差分信号的波长锁定 被引量:1
10
作者 杨振 王贤平 桑明煌 《江西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2014年第2期136-139,共4页
利用双面金属包覆波导中超高阶导模对激光波长高度灵敏的特性,提出了一种基于光强差分信号的波长锁定方法,可有效地避免激光光强波动所带来的误差,使激光波长锁定稳定度进一步提高.该方法能实现皮米量级的激光波长锁定,且其制作工艺简单.
关键词 双面金属包覆波导 超高 光强差分信号 波长锁定
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空心金属包覆波导检测小球藻溶液浓度的研究 被引量:1
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作者 陈发祥 《安徽农业科学》 CAS 2015年第9期16-18,共3页
[目的]为了研究空心金属包覆波导所构造的光波导振荡场传感器对小球藻溶液浓度的检测灵敏度。[方法]将小球藻溶液注入波导结构中,采用波长为650nm的激光经衰减器准直衰减后直接入射于波导上表面银膜,经角度扫描得到反射率随入射角的变... [目的]为了研究空心金属包覆波导所构造的光波导振荡场传感器对小球藻溶液浓度的检测灵敏度。[方法]将小球藻溶液注入波导结构中,采用波长为650nm的激光经衰减器准直衰减后直接入射于波导上表面银膜,经角度扫描得到反射率随入射角的变化曲线即衰减全反射吸收(ATR)谱,通过ATR吸收峰极小值(及其同步角)来检测小球藻溶液的浓度。[结果]在0~4 nmol/L范围内吸收峰极小值(及其同步角)与浓度呈较好线性关系。[结论]用该方法检测小球藻溶液浓度是可行的。 展开更多
关键词 空心金属包覆波导 超高 振荡场传感器 小球藻浓度
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电压调控多种金属膜波导特性研究
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作者 张一 冯国英 +3 位作者 周国瑞 隋展 王建军 马孜 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期427-432,共6页
采用自由空间耦合的方法,激发双面金属包覆波导中的超高阶导模,通过在双面金属包覆介质波导的两个金属膜上加不同的电压,改变导波层铌酸锂的厚度和折射率,得到不同参数下的衰减全反射谱,从而验证超高阶导模的偏振不灵敏性及对导波层厚... 采用自由空间耦合的方法,激发双面金属包覆波导中的超高阶导模,通过在双面金属包覆介质波导的两个金属膜上加不同的电压,改变导波层铌酸锂的厚度和折射率,得到不同参数下的衰减全反射谱,从而验证超高阶导模的偏振不灵敏性及对导波层厚度和折射率十分灵敏的特殊性质,实验结果与理论相吻合。比较相同条件下反射率的变化,得到铝包覆波导的灵敏度要高于金包覆波导。所得结果对集成光电子器件的研制有一定的参考价值。 展开更多
关键词 金属铝包覆波导 自由空间耦合 超高 衰减全反射谱
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基于亚毫米尺度金属包覆波导的脉冲展宽 被引量:4
13
作者 吴至境 桑明煌 +3 位作者 袁文 刘向民 曹庄琪 沈启舜 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期119-122,共4页
利用自由空间耦合技术,用超短脉冲激发亚毫米尺度对称金属包覆波导中的超高阶导模,提出一种脉冲展宽的新方法。由于超高阶导模的强色散性质,经过短距离的传输,即可使脉冲宽度迅速展宽。理论分析表明,1 ps的光脉冲在光波导中传输毫米量... 利用自由空间耦合技术,用超短脉冲激发亚毫米尺度对称金属包覆波导中的超高阶导模,提出一种脉冲展宽的新方法。由于超高阶导模的强色散性质,经过短距离的传输,即可使脉冲宽度迅速展宽。理论分析表明,1 ps的光脉冲在光波导中传输毫米量级距离后,脉冲展宽因子可达到1000倍。 展开更多
关键词 激光技术 对称金属包覆介质波导 脉冲展宽 自由空间耦合技术 超高
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相位调制型振荡场生化传感器的理论分析 被引量:2
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作者 桑明煌 余子星 +1 位作者 李翠翠 涂凯 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2012年第2期122-126,共5页
基于对称金属包覆波导振荡场生化传感器,提出了相位调制方法及其理论分析.同时设计了一种应用Mach-Zehnder干涉实现相位调制的实验装置.理论分析表明:相位调制方法比光强调制具有更高的灵敏度和更大的折射率变化测量范围.
关键词 对称金属包覆波导 超高 相位调制 生化传感器 灵敏度
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分辨率为1pm的波长监测新方法 被引量:5
15
作者 冯耀军 曹庄琪 +1 位作者 陈麟 沈启舜 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期4709-4712,共4页
在亚毫米尺度金属包覆波导研究基础上,提出了一种波长监测的新方法.实验采用自由空间耦合技术,激发了波导中对波长变化十分灵敏的超高阶导模,并以此为探针,实现了1pm波长漂移的监测.
关键词 波长监测 金属包覆波导 超高
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亚毫米尺度对称金属包覆波导中传输损耗的抑制 被引量:1
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作者 孙晶晶 桑明煌 +1 位作者 曹庄琪 李红根 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期43-46,共4页
利用光频范围贵金属介电常量的虚部远小于其实部绝对值的特点,采用一阶微扰理论得到了对称金属包覆波导横电和横磁导模微扰传播常数的解析公式。针对金属包覆波导传输损耗大的缺陷,提出采用亚毫米尺度的超厚导波层来抑制传输损耗的新方... 利用光频范围贵金属介电常量的虚部远小于其实部绝对值的特点,采用一阶微扰理论得到了对称金属包覆波导横电和横磁导模微扰传播常数的解析公式。针对金属包覆波导传输损耗大的缺陷,提出采用亚毫米尺度的超厚导波层来抑制传输损耗的新方法。微扰公式与精确数值解结果相符。 展开更多
关键词 光学设计 光波导 超高 微扰理论 传输损耗
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一种分辨力达纳弧度量级的角位移传感新方法
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作者 舒建伟 曹庄琪 +1 位作者 沈启舜 陈凡 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期673-679,共7页
提出了一种测量微小角位移的新方法,该法基于一种金属包覆波导结构,通过棱镜耦合激发空气导波层中的超高阶导模作为灵敏探针。当被测部件发生微小偏转时,空气层厚度和导模的有效折射率也因此改变,从而引起耦合光束的反射光强急剧变动,... 提出了一种测量微小角位移的新方法,该法基于一种金属包覆波导结构,通过棱镜耦合激发空气导波层中的超高阶导模作为灵敏探针。当被测部件发生微小偏转时,空气层厚度和导模的有效折射率也因此改变,从而引起耦合光束的反射光强急剧变动,其变动幅度与部件的角位移量近似成正比关系。对传感的灵敏度进行了数值分析,结果表明导模的有效折射率是影响灵敏度的重要参量。采用一种类似悬臂梁的结构产生可控微小角位移,并以此对平均灵敏度进行了测算,得到的结果与理论预测值符合得较好(相对误差约为3%)。理论和实验结果表明,只要部件的偏转半径达到厘米量级,就可以实现分辨力达10-9rad数量级的角位移传感。 展开更多
关键词 光学测量 角位移传感 金属包覆波导 超高
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基于古斯-汉欣位移差分信号的波长锁定
18
作者 杨振 聂义友 +3 位作者 王贤平 袁文 李渊华 桑明煌 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2014年第6期564-568,共5页
利用双面金属包覆波导对古斯-汉欣(GH)位移具有极大的增强效应和GH位移对入射光波长极其灵敏这两特性,本文基于GH位移差分信号提出了一种稳定度高的波长锁定方法.在实验中,测量信号是反射光束位置的移动,不受激光光强涨落的影响,可有效... 利用双面金属包覆波导对古斯-汉欣(GH)位移具有极大的增强效应和GH位移对入射光波长极其灵敏这两特性,本文基于GH位移差分信号提出了一种稳定度高的波长锁定方法.在实验中,测量信号是反射光束位置的移动,不受激光光强涨落的影响,可有效避免因激光光强波动所带来的误差,波长锁定的稳定度能进一步提高.该方法能实现皮米量级的激光波长锁定,且其制作工艺简单. 展开更多
关键词 波长锁定 双面金属包覆波导 超高 古斯-汉欣位移 差分信号
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Single Ultrashort Attosecond Pulse Generation via Combination of Chirped Fundamental Laser and an Ultraviolet Controlling Pulse
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作者 李鹏程 周效信 《Communications in Theoretical Physics》 SCIE CAS CSCD 2012年第3期445-451,共7页
We theoretically study the high-order harmonic generation (HHG) from a hydrogen atom in an intense few-cycle chirped fundamental laser in combination with an ultraviolet (uv) controlling pulse. The high-order harm... We theoretically study the high-order harmonic generation (HHG) from a hydrogen atom in an intense few-cycle chirped fundamental laser in combination with an ultraviolet (uv) controlling pulse. The high-order harmonic spectrum is calculated by solving the time-dependent Schr6dinger equation using the split-operator method. In our calculation, we present the difference of the high-order harmonic spectrum from one-dimensional (1D) model hydrogen atom and three-dimensional (3D) real hydrogen atom. We found that the plateau of the high-order harmonic generation from the 1D ease and 3D case are all extended effectively to Iv -k 35Up due to the presence of the chirped laser pulse and the HHG supercontinuum spectrum is generated by adding an ultraviolet controlling pulse at a proper time, but the efficiency of the HHC for 3D case is more higher at the near cut-off region than the 1D case. Therefore, the generation of the attosecond pulse by synthesizing the harmonics near cut-off region have some slight differences between 1D and 3D simulations. As a real 3D case study, we show that an isolated 18 as pulse with a bandwidth of 232.5 eV is generated directly by optmizing the combination laser fields. 展开更多
关键词 high-order harmonic generation attosecond pulse generation intense laser field
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