金属-DBR-金属结构中光学Tamm态的弱耦合特性研究

当金属-分布式Bragg反射镜-金属(M1-DBR-M2)结构中的DBR周期数比较大时,M1-DBR-M2中的两光学Tamm态(OTS)发生弱耦合。通过研究M1-DBR-M2结构中OTS弱耦合情况下的反射光谱和OTS本征波长电场分布,揭示了弱耦合情况下的OTS和光隧穿效应。研究结果表明:在弱耦合情况下,金属薄膜M1的厚度影响了OTS的本征波长,而金属薄膜M2的厚度对OTS的本征波长没影响。虽然弱耦合情况下只能激发M1-DBR交界面处的OTS1,但电场局域现象并不是仅仅发生在M1-DBR交界面处,光可以穿过DBR到达并被局域在DBR-M2交界面处,存在光的隧穿效应。光隧穿效应的强弱与两OTS的本征波长失谐量大小有关,本征波长失谐量越小,光隧穿效应越强。两OTS的本征波长失谐量的大小,也影响了光在M1-DBR-M2结构中局域的强弱,本征波长失谐量越小,光的局域现象越强,反射光谱中凹峰处的反射率越小。

一种新型的分布式MEMS移相器的小型化设计

通过在共面波导信号线上贴敷低介电常数的薄层绝缘介质,使得MEMS金属桥与共面波导信号线在“关”态下形成MIM电容的方法,实现了提高“关”“开”两种状态下的电容比,从而提高了单位长度上的相移量.与传统的设计方法相比,在达到同样相移量指标的情况下仅需少量的MEMS金属桥就可以实现,工作的可靠性得到提高,未封装MEMS移相器器件的总体尺寸可以减小60%左右,此外由于在“关”态下,金属桥直接贴敷在介质表面上而不会随着外界环境震动,因此移相器的相移精度显著的提高.

含石墨烯的金属-分布式布拉格反射镜-金属结构中光学Tamm态的研究

基于光学Tamm态(OTS)的局域场增强特性和石墨烯的电控特性,提出一种含石墨烯的金属-分布式布拉格反射镜-金属(M-DBR-M)复合结构。考虑石墨烯层对介质界面连续性的影响,基于修正的传输矩阵法建立完善的理论模型,并研究结构参数以及驱动电压对OTS特性的影响。结果表明,随着驱动电压的增大,两个OTS的本征波长均发生蓝移,当驱动电压大于石墨烯的突变电压时,本征波长发生蓝移且趋于稳定,说明可以通过电控石墨烯来实现OTS的本征波长在一定范围内动态可调;增大DBR周期数,两个OTS的本征波长分别发生红移和蓝移,说明吸收率对周期数的波动具有鲁棒性;入射端的金属层厚度在25~35 nm之间,能够实现完美吸收;出射端的金属层厚度则在70 nm处有吸收率的极大值。

非对称DBR-金属-DBR结构的光学Tamm态理论研究

作为一种特殊的金属表面态,光学Tamm态(OTS)对光的控制和操作具有独到优势,在新一代光子器件设计中备受青睐.本文基于分布式Bragg反射镜(DBR)-金属-DBR(DMD)结构,通过金属两侧DBR中心频率的失配引入不对称机制,设计和控制可见光区域OTS的产生;通过分析反射谱及电场分布特性,揭示了金属两侧OTS的相互作用及变化规律.结果表明:DMD结构可支持两个不同本征波长OTS存在,失配量δ将影响两个OTS的强度及本征波长,即随着δ变化OTS出现上下两个分支;同时,入射光的偏振态、入射角等也对OTS的强度及本征波长具有明显影响.

基于光纤传感的玻璃封接预应力测量

为实现对玻璃中预应力的测量,该文提出了一种基于光纤传感的玻璃封接预应力测量方法。将光纤Bragg光栅传感器植入封接玻璃预留孔中,加热使玻璃熔融,再冷却固化从而使光纤传感器、玻璃、金属同时烧结在一起。通过光纤传感信号的实时监测,实现了对封接温度的实时测量。通过光纤传感信号的变化,计算出了封接玻璃中测量路径的轴向压缩应变,结合有限元分析得到玻璃中的全局应力分布。实验结果表明：光纤传感器可实现对封接过程温度和应力的监测,以玻璃中预应力为指标可以实现对封接工艺的优化。