含色散的光学双稳系统及其耗散结构

本文对环形腔中均匀加宽介质的含色散双稳定态的高阶模稳定性作了进一步研究。在取平均场近似下,发现在低透射率定态分支的一个小范围内出现了失稳。对高透射率定态分支,发现除失稳区外,在定态曲线上转折点附近总有一部分是稳定的。本文还用缀饰模方法探讨了模式失稳后的输出光强变化行为,导出了描述此变化的一组时间微分演化方程。     

双光子光子双稳系统的不稳定性及分岔混沌行为的研究

本文从光场与二能级均匀加宽系子系统相互作用(双光子过程)的Maxwell-Bloch方程出发,仔细地研究了平均场极限条件下具有非线性介质的环形腔系统受入射场驱动的动力学行为,及系统参量对该系统的重要影响。研究的主要结论如下:在适当的条件下,输出场相对于输入场在某一个或两个区域内存在着双稳关系。这种双稳关系的稳定性问     

一维光子晶体Si/C60多层膜的透射性质

用传输矩阵法推导了一维光子晶体的透射率公式,研究了[Si(30 nm)/C60(70 nm)N体系当电磁波沿z方向入射时不同周期层数的透射特性.结果表明,当周期数达16时在325～585 nm波段内的透射率基本为零且电磁波损耗最低仅为1％;而在585～825 nm波段存在多个完全透射峰,其半峰宽随波长增加而增加.改变掠...     

高斯光束对非均匀展宽介质环形腔失稳性质的影响

考虑入射光场为高斯光束的基模,其频率与腔共振频率和原子展宽线型的中心频率相等,原子横向弛豫速率等于纵向弛豫速率。取旋转级近似、慢变包络近似和平均场近似,由Maxwell-Bloch方程得到定态方程,由此得到输入光场与输出光场的关系曲线。通过定态线性稳定性分析,取瞬时介质响应近似、快速横向原子弛豫近似以及本征值与原子弛豫速率     

一种斜入射多膜窄带滤光片透射特性分析

垂直入射的多膜窄带滤光片两偏振态的透射特性是相同的,而对于斜入射的多膜窄带滤光片,其两种偏振态的透射特性发生分离.本文对于所设计的155层三腔薄膜窄带滤光片,分为(无吸收)垂直入射、(无吸收)有角度(11.5°)入射、(有吸收)有角度(11.5°)入射三种情况的透射率随波长变化关系进行了分析.模拟图形结果显示了透射特性的变化趋势.     

高斯光束驱动的腔镜透射率不等的环形腔双稳系统

在单横模及平均场近似下,给出了定态方程及线性稳定性分析,指出了高斯光束驱动与平面波近似双稳系统的差别。本文还把其它文献发表的许多重要结论作为一定条件下的特殊情况包括在文内。     

光复振幅双稳态的线性稳定性分析

本文结合Lugiato、Narducci、Bandy与Pennise1982年的一篇数值计算文献,证明用线性稳定性分析不能研究光学双稳系统的混沌输出的条件和机制。同时还指出,文献与本文所采用的双稳系统模型的s-型定态曲线的高透射率分支,不可能全部都不稳定。     

块状生物组织体准直透射率的直接测量

为了直接测量块状生物组织体的准直透射率，理论分析并实验验证了Ar^＋激光488nm准直光辐照在块状离体猪肌肉组织的透射散射光的空间分布。实验结果表明：组织体厚度大于3～4平均自由程（MFP）时，透射散射光空间分布近似为各向同性，样品后表面的散射光通量为一恒量。满足此条件下，总透射率与准直透射率之差和样品与探测器间距的平方成反比，沿准直光出射的方向改变探测器的位置进行测量，可得到块状生物组织体的准直透射率。     

用双稳器件做腔镜的CO_2激光器的稳态行为

近几年来,激光器的不稳定性研究引起人们的广泛兴趣。本文利用双稳器件在下态时能用做反射镜的特性,提出用双稳器件做CO_2激光器的输出腔镜。提出了该系统的物理及数学模型。稳态时,当     

基于迈克耳孙干涉仪的凝视型激光告警系统设计

设计了一种基于迈克耳孙干涉仪的凝视型激光告警系统,理论分析了系统定向精度和滤光片透射率的变化规律。结果表明,入射激光经过告警系统后,形成环形干涉条纹,根据条纹中心的坐标和条纹间隔可解算入射激光的方向和波长;在探测器像元尺寸固定的情况下,系统的定向精度由光束变换透镜和球面反射镜焦距的比值决定,定向精度随该比值的减小而提高;告警系统滤光片的透射率取决于变换透镜的焦距,当变换透镜焦距为鱼眼镜头焦距10倍时,滤光片对系统入射角为0°~90°范围内激光的透射率为90.0%~87.5%,这保证了系统对各角度的入射激光都有较高的探测灵敏度。     

简化流程的多晶硅像素电极透反LCD基板的研究

鉴于MIC P -Poly-Si薄膜具有比较好的电学特性和近似半透半反的光学特性,本文提出一种以此用作透反双重功能LCD下电极的LCD基板的设计考虑.并针对MIC多晶硅薄膜在红、绿和蓝三色区的透射率与反射率的差异,采用不同面积的铝反射片巧妙地予以平衡和补偿.校正结果表明在可见光范围内,其红光、绿光和蓝光处的透射率和反射率基本符合白光平衡的要求.用该薄膜多晶硅作LCD像素电极技术制备的AMLCD中,其像素电极既是驱动TFT的漏极的延伸,而铝反射镜又是与TFT的电极连线同层制备.这样,不仅可以制备出性能良好透、反双功能的LCD基板,而且明显简化了AMLCD制备工艺流程.工艺流程的简化将有利降低制造成本.     

基于新型非周期高对比度亚波长光栅光电探测器

本文提出了一种基于新型非周期高对比度亚波长 光栅(High Contrast Subwavelength Grating,HCSG)的谐振腔 增强型(Resonant Cavity Enhanced,RCE)光电探测器(Photodetector,PD),该器件是由顶 部光栅型上反射镜、PIN光探 测结构和分布式布拉格下反射镜(Distributed Bragg Reflectors,DBR)组成。新型非周期HC SG上反射镜是由局部湿法 氧化后形成的Al₂O₃间隔层和非周期GaAs光栅组成,实现了850 n m波段TM模式偏振光的高反射会聚特性,反射 率达到了86.5%且在1.5 μm焦距处实现了光束 会聚。下反射镜是由周期GaAs光栅和GaAs/Al0.9Ga0.1As DBR组成, 周期GaAs光栅对入射光有偏振选择特性,对TM模式的偏振光透射率为96.1%,而对TE模式的偏振光透射率仅有 3.7%。该器件利用了传输矩阵理论方法仿真模拟了其量子效率,量子 效率达到了71.8%,半高全宽接近于0.1 nm。 有效的解决了光电探测器的高量子效率和高响应带宽相互制约的问题,为下一代光通信系统 的发展提供了良好的基础。     

光泵亚毫米波激光器双稳自脉冲运转特性

研究了光泵亚毫米波激光器的双稳和自脉动等动力学行为.结果表明泵浦光能产生双稳效应,导致输出光的一部分定态不存在,脉动输出较易产生,脉动频率随着泵浦光强的增大而增大.     

InSb红外双稳器件参数的最优化

从InSb双稳器件的双稳定态方程出发,选择InSb薄片长度L及前后反射端面的反射率R_F、R_B为最优化参数,在模拟实验条件下,用计算机进行数值模拟优化。得出透射型及反射型双稳器件的定态曲线。通过改变L、R_F、R_B得到器件工作光强、开关范围、调制幅度等变化规律,从中求出最佳L、R_F及R_B值,作为器件设计的最优化参数。获得的大量曲线     

基于π型结构双折射超表面的设计与应用

为了实现结构简单、透射率高的双折射超表面, 采用广义薄板跃迁条件分析了该超表面结构与其周围入射场、反射场和透射场的关系, 并利用介质空间域的表面极化率、磁化率等描述了相应超表面的等效特性, 设计出一种基于π型金属结构单元的双折射超表面。通过将具有梯度透射相位的7个单元按照顺序排列, 形成具有对垂直入射x, y极化电磁波双折射性能的超表面。结果表明, 在波束折射和偏振分束超表面中, 损失均低于-8dB; λ/4波片中达到全透射; 所设计的双折射超表面对垂直入射的电磁波具有高透射特性, 并且能够分离x极化电磁波和y极化电磁波的波束, 实现双折射。该研究结果对高性能超表面的设计与实现具有一定的指导意义。     

高斯光束驱动的单输出环形腔光学双稳系统

研究了高斯光束驱动的单输出环形腔光学双稳系统.用平均场近似方法得到纯吸收和共振情况下的定态方程,并进行了线性稳定性分析.结果表明,输入输出光强定态曲线仍呈现反向S型,但高斯光束驱动情况中的失稳范围与平面波光束驱动情况有明显不同.     

准周期光子的透射率对不同偏振态的波长和角度响应

利用传输矩阵法,计算了含左手材料的一维准周期光子晶体的透射率对P和S两个偏振态的波长和角度响应.结果表明:当入射角θ≤10°时,透射率对P和S两个偏振态的波长响应完全一致;而入射角较大时,上述响应有明显的差异,入射角越大,差异越明显.在5种单色光的入射下,其透射率对两个偏振态的角度响应,在入射角θ较小和较大的两个角区间内基本一致,且入射光波长越短,响应相同的区间越大.     

三维非谐势阱中BEC混沌动力学研究

玻色一爱园斯坦凝聚（BEC）是一种新的物质形态,一个宏观量子系统。本文在平均场理论和双模近似的框架下,推导出研究玻色一爱因斯坦凝聚体动力学行为及其性质的数学模型Gross—Pitaevskii方程,用数值方法通过Fortran语言和Madab程序模拟研究了该系统基态波函数和化学势随非线性项的变化,并对其混沌特征和吸引子等非线性动力学参数做了分析,并从模拟数据发现了在临界值处直接由周期态进入混沌态,没有经历准周期行为,而且状态随初始条件的变化而变化,从瞬态混沌到定态混沌经过了一系列的分岔的现象。     

液晶光谱偏振系统的透射谱研究

为了研究液晶光谱偏振系统的透过率特性,在可见光波段下的对透射谱分布进行仿真分析。基于Berreman矩阵获得液晶旋光器透射光谱,同时结合Lyot型可调谐滤光片以及液晶相位延迟器,分析了不同偏振态入射光在垂直入射和斜入射两种条件下系统的透射光谱。结果表明,垂直入射情况下在540~680nm出现谷值,斜入射情况下在520~640nm出现谷值,斜入射情况相对垂直入射情况光谱发生一定蓝移。当不同入射光通过系统时,圆偏振光在谷值区域透过率接近0,而线偏振光在谷值区域透过率约为0.25。通过对液晶偏振光谱系统的透射谱研究,有利于分析入射光构成,为深入研究系统以及提高系统性能奠定理论基础。     

各向异性超材料中太赫兹波的偏振转换

各向异性超材料可以控制太赫兹波的偏振态,实现入射太赫兹波的偏振转换。为了获得非手性各向异性超材料的透射响应与本征偏振复透射系数的关系及其入射偏振依赖性,在太赫兹时域光谱系统中测量了等臂长L形结构超材料在不同偏振角下的正入射透射谱,获得并分析了透射太赫兹波的偏振转换率和偏振态,所得结果与基于琼斯矩阵和坐标变换计算的结果一致。在0.7 THz~1.3 THz频率范围内可实现约20%的偏振态能量转换效率。在L结构和双L结构的偏振转换透射谱中分别观察到了宽带响应和多频共振响应,表明结构改变对太赫兹波透过特性的敏感性和可操控性。所得到的结果可用于太赫兹功能器件的设计、表征和优化。