用FDTD法分析双脊波导的单模带宽

提出用时域有限差分(FDTD)方法分析双脊波导的主模单模带宽,并与相关文献报道的计算结果进行比较,结果表明:FDTD法具有较高的计算精度,可以很方便地用于波导传输特性分析。用FDTD法分析了双脊波导中,由于制造工艺造成的双脊之间不对称对主模单模带宽的影响,给出了主模单模带宽分别在脊位置变化、脊宽变化及脊高变化时的变化规律,为双脊波导的设计和工程应用提供参考数据。     

脊波导TM模的FDTD分析

为了进一步分析脊波导,应用FDTD研究了脊波导在TM模式下脊位于不同位置时的TM11模式截止频率＋并给出了单脊波导的TM11模截止频率在脊位于不同位置时变化规律,还有TM模瞬态场图和频谱图。     

用FDTD法分析对跖脊波导的带宽特性

提出用时域有限差分（FDTD）法分析对跖脊波导的主模单模带宽,并与相关文献报道的结果进行比较,计算结果表明：FDTD法具有较高的计算精度,可以很方便地用于波导传输特性分析。用FDTD法计算了脊位置、脊宽及脊高变化时对跖脊波导的主模单模带宽,给出了主模单模带宽分别在脊位置变化、脊宽变化及脊高变化时的变化规律,为对跖脊波导的设计和工程应用提供参考数据。     

脊槽波导主模截止波长研究

为了满足微波传输系统性能的某些需求,各种结构形状的新型波导应运而生。采用有限差分法,利用MATLAB计算了脊槽波导中脊和槽的几何尺寸在中间位置连续变化时的主模截止波长,并对计算结果进行了对比分析,得出了主模截止波长随着脊的高度、宽度、槽的宽度等变化而变化的一些相关结论,为设计脊波导器件提供了参数。     

脊位置变化对窄边双脊波导主模带宽的影响

提出用时域有限差分（FDTD）法分析窄边双脊波导主模的单模带宽。通过对宽边双脊波导带宽的分析及与相关文献报道结果的比较验证了FDTD方法分析波导带宽问题的有效性;用FDTD方法计算了脊位置、脊宽及脊高变化对窄边双脊波导主模带宽的影响,计算结果表明：与传统的双脊波导相比,窄边双脊波导减少了单模带宽,可用作脊带宽滤波器。     

脊位值对脊位于窄边的单脊波导本征值分析

分析了脊位置对于脊位于窄边的单脊波导本征值问题,并给出了脊位于窄边的单脊波导的截止波长的一系列数据。     

基于时域有限差分法填充介质梯形脊波导研究

为了研究填充介质对脊波导截止特性的影响,文章采用FDTD(时域有限差分)法计算了填充介质梯形双脊波导在TE(横电波)模式下的截止特性随几何尺寸的变化,并给出了关系曲线。结果表明,脊间距越小,填充介质的相对介电常数越大,截止波长越长,单模带宽越窄。研究结果丰富了现存填充介质波导数据,有助于填充介质波导的设计和工程应用。     

带有光子晶体波导的微型随机激光器研究

文中采用有限时域差分(FDTD)法研究了ZnO随机介质与光子晶体波导相结合的微型激光器的辐射特性和频谱特性,用平面波展开法分析了光子晶体能带特性。数值研究结果表明:由于光与随机介质相互作用,使得光在该微型激光器中放大,损耗减小,存在较长滞留时间,同时随机介质局域光的能力变强,激光的阈值降低,而且含四方格子结构光子晶体的激光器具有良好的激光特性和调制作用。该新型器件的设计与研究将为研制可嵌入集成光子芯片的、低阈值的微型激光器提供理论基础。     

不对称脊波导脊位置对主模截止波长的影响

用有限差分方法分析不对称脊波导中脊位置变化时对主模截止波长的影响。截止波长可以通过脊位量的调整而调整。并给出了一些计算数据。     

含随机介质的光子晶体波导特性

提出了一种光子晶体波导与随机介质相结合的特殊型波导的设计方法。基于光子晶体波导模型,建立了ZnO随机介质作为线缺陷的光子晶体波导模型,采用时域有限差分(FDTD)法分析了ZnO随机介质的加入对光子晶体波导系统的频率特性、时域特性及增益特性的影响,并且与纯随机介质系统和含有线缺陷的光子晶体波导系统进行对比。分析结果表明,当在光子晶体波导的缺陷层引入ZnO随机介质时,随机介质使得光在缺陷处振荡并得到放大,局域化程度比纯随机介质系统和纯光子晶体波导系统更高;且光与随机介质的相互作用使得光在波导中时间延长,激光阈值降低。这种光子晶体波导可用于制备可嵌入到集成光路领域和低阈值的微型激光器。     

微小孔阵列垂直腔面发射激光器的研究

在980nm波长的大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)的基础上制备了高输出功率的微小孔阵列半导体激光器,其最大输出光功率达到了1mW。介绍了针对微小孔阵垂直腔面发射激光器的特殊制备工艺,并对其特性进行了分析。     

基于混沌激光的500Mb/s高速真随机数发生器

基于光反馈半导体激光器产生混沌激光作为熵源,设计制作了放大器、比较器及触发器等高频电子器件,实现对混沌激光的模数转换,产生一路随机数,与另一路不相关的随机数异或处理,无需后续数字处理,最快可实现500 Mb/s输出。产生的随机数序列通过了美国国家标准与技术研究院(NIST)的统计测试标准(SP800-22)。该随机数发生器码率可调,易集成,有利于产品化。     

二维非球形粒子随机介质中光场的传输特性

研究了散射粒子形状改变对光波在二维随机介质系统中的传输情况的影响。基于整体散射效应模型,建立了非球形粒子作为散射粒子的二维随机介质的模型。构建了模型的Maxwell方程,采用非均匀网格划分的时域有限差分(FDTD)方法解Maxwell方程,得到了TM模在非球形粒子二维随机介质模型中的传输及空间分布。采用快速傅里叶变换(FFT)对仿真获得的数据进行频谱变换,得到光波在频域上的发射谱。与以往的研究相比较,仿真结果表明,在非球形粒子系统中,光波的电场强度与球形粒子系统中电场强度随着散射粒子浓度的增加而增加不同,而是出现振荡的现象;发射谱显示,非球形粒子系统的模式竞争强于球形粒子系统,更易于实现模式选择。     

Monolithic Integration DFB Laser Array by Angling Active Stripe and Using Thin-Film Stripe Heater

Multi-wavelength quantum well DFB laser array has been fabricated on an InP substrate by angling the active stripe at an oblique angle to the axis of the grating lines and coating a Pt/Ti thin-film heater to change the laser temperature. Owing to the oblique angle,four sin-gle-mode lasing wavelengths around 1.55μm were obtained simultaneously. By changing the working of the thin-film heater,the DFB laser can be tuned continuously beyond a range of 2.2nm with 3. 8nm/W of tuning efficiency while maintaining a side-mode suppression ratio (SMSR) more than 30dB.     

脉冲激光二极管端面抽运固体激光器中晶体的热弛豫时间

在脉冲激光二极管(LD)端面抽运固体激光器中,存在热效应瞬态过程,即晶体的温度分布具有时变性,晶体温度的时变过程受到热弛豫时间的影响.从热传导方程出发,采用解析法和数值法分别对晶体降温过程中温度的时变性进行计算;采用有限元方法,对晶体热弛豫时间及其影响因素进行数值计算,分析了晶体直径、密度、热传导系数和比热等热物性参数对热弛豫时间的影响;采用流体流动换热理论,充分考虑了冷却水流温度和速度对晶体温度分布的影响.结果表明,通过调整晶体尺寸、冷却系统可以实现对热弛豫时间的控制.根据有限元软件ANSYS的计算结果,分析了晶体抽运端面上径向温度的时变分布,晶体边缘与中心的温差和光程差;初步计算了晶体热透镜不同径向位置处的焦距差.结果表明,晶体冷却过程中,不同径向位置与中心的温差和相对光程差具有时变性,晶体热透镜的聚焦特性也是随时间变化的.     

基于椭圆形反射镜面的扇形半导体微环激光器

为了设计新型基于椭圆形反射镜面的扇形半导体微环激光器，采用光线追迹和有限时域差分的方法进行了理论分析和设计仿真。与普通的三角形环形腔相比，由于引入了椭圆形反射镜面，使得这种新型的微腔的镜面反射损耗极低，仅为1%，功率传输率为93%，Q值极高，在1576.36nm谐振波长处，Q值达到了23318.6。结果表明，这种新型的微环激光器有利于实现方向双稳态，并可进一步用于全光信号处理领域。     

准分子激光辐照对ZnO陶瓷变阻体导电性能的影响

研究了准分子激光辐照对ＺｎＯ陶瓷表面性能的影响,测量ＺｎＯ陶瓷在准分子激光作用前后的伏安特性变化,对准分子激光辐照前后ＺｎＯ陶瓷进行了ＸＲＤ、ＸＰＳ分析对比,分析了准分子激光对ＺｎＯ作用的机理。     

激光蒸凝法制备纳米氧化锌粒子的研究

以Zn(Ac) 2 ·2H2 O为原料 ,采用激光蒸凝法制备纳米氧化锌粒子 ,并研究了反应条件对纳米氧化锌粒子的粒径、形貌和收率的影响 ,用X射线衍射仪、透射电镜对样品进行了表征。实验结果表明 ,激光功率密度、反应压力、载气种类及流量等反应参数对粒子的粒径、形貌、收率等性能均有一定影响。反应压力越低 ,载气流量越大 ,粒子的粒径越小。当激光功率为110W ,镜距 32cm时 ,粒子的收率最高。     

10kW级固体板条激光放大器设计与实验研究

针对传导冷却和端面抽运的激光增益模块特点,设计了一台10kW级高功率全固态板条激光放大器实验装置。分析了激光注入功率密度和入射角度等参数对激光放大器提取效率的影响。实验测试了注入功率密度与激光增益模块光-光转换效率的关系,实验结果与理论分析基本吻合。激光放大器实验装置的种子源通过一级预放大器和两级主放大器放大后获得了高功率和高光束质量的激光输出,激光放大器输出功率达为11.3kW,光束质量7.56倍衍射极限,出光时间110s,光-光转换效率达30%。     

大功率激光二极管抽运固体激光器的研究

大功率激光二极管抽运固体激光器正逐步取代传统的灯抽运固体激光器，已广泛应用于工业领域。介绍了一种激光二极管侧面抽运的Nd:YAG激光器。采用二级串联振荡方式，一组五个激光二极管抽运模块沿Nd:YAG棒圆周均匀分布，有六组共30个激光二极管，棒外面套了一根冷却玻璃管，通过循环水流把棒内的热量带走。采用稳定的平平激光谐振腔，获得激光功率360 W,功率稳定度±1%的稳定输出。对该激光器结构和输出特性进行了详细的研究。用户使用表明，该激光器具有转换效率高、使用寿命长、结构紧凑、整机性能可靠等特点。