基于液晶填充的全内反射型光子晶体光纤的温度传感特性

在实心光子晶体光纤包层的空气柱中填充向列相液晶,选用液晶的折射率在所研究的温度和波长范围内小于光纤背景玻璃的折射率,形成全内反射型光子晶体光纤.采用空间填充基模折射率法求得填充液晶包层的有效折射率,用阶跃有效折射率模型研究了液晶填充光子晶体光纤的温度传感特性,并进行了数值计算.结果表明,液晶填充全内反射型光子晶体光纤的有效折射率和等效芯半径随温度升高而增大,在温度接近液晶相变点附近增大更快,二阶模截止波长随温度升高而减小,在温度接近液晶相变点附近减小更快.     

单轴晶体电光调制器的温度特性

利用线性电光效应的耦合波理论,对单轴晶体铌酸锂电光调制器的温度特性进行了研究。通过计算机进行数值计算,详细分析出射光光强随入射光方向、温度的变化关系。发现在某些入射光方向上,出射光光强不随温度的变化而变化,并且在该方向附近,角度在一定范围内是可调的,温度的稳定性可以保持。进一步还发现,当极角θ固定在0°,方位角在0~π/2,温度在243~343 K范围内变化时,调制器的温度稳定性相当好;另外,当固定在π/8,θ在0~0.0032π范围内变化时,调制器的温度稳定性也很好,出射光强对入射光强之比几乎不随温度而变化。这一结果表明,可以通过调节入射光的方向来保证调制器的温度稳定性,而这些方向是可利用线性电光效应的耦合波理论计算得出的。     

温度对非对称量子点中强磁耦合极化子声子平均数的影响

采用Huybrechts线性组合算符法和LLP变分法,研究了温度对非对称抛物量子点中强耦合磁极化子声子平均数的影响。数值结果表明,非对称量子点中强耦合磁极化子的声子平均数随温度的升高而减小。另外,温度还对磁极化子的声子平均数随量子点的横向受限强度、纵向受限强度、外磁场的回旋频率和电子-声子耦合强度的变化产生显著影响.     

1维全息光子晶体的偏振特性

为了研究两种偏振光通过1维光子晶体的偏振特性,采用传输矩阵法做了相关计算,得到介质折射率、折射率调制的变化,在光正入射和倾斜入射时对不同偏振光的禁带都有影响的结果。结果表明,当光线正入射的时候,折射率和折射率调制的变化都不会影响禁带位置,折射率增大,禁带宽度减小;折射率调制增大,禁带宽度变大,正入射时p偏振、s偏振的禁带完全重合;当光线以一定的角度照射到介质表面上时,两种偏振态下禁带位置随折射率调制的增大移向低频,带的中心位置一样,禁带宽度变大。两种偏振态下禁带带宽随折射率的增大变窄,禁带中心移向低频,s偏振的带宽减小得更明显;介质厚度对不同偏振态下禁带没有任何影响。这为设计1维全息光子晶体偏振片提供了理论依据。     

非对称量子点中强耦合磁极化子的性质

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了非对称量子点中强耦合磁极化子的性质。导出了非对称量子点中强耦合磁极化子的振动频率和基态结合能随量子点的横向和纵向有效受限长度、磁场的回旋频率和电子-声子耦合强度的变化关系。数值计算结果表明:非对称量子点中强耦合磁极化子的振动频率和基态结合能随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大,表现出奇特的量子尺寸效应。振动频率和基态结合能随回旋频率的增加而增大,随电子-声子耦合强度的增加而增大。     

一种实现超微光子晶体型定向耦合器的方法

在光子晶体定向耦合器中,通过减小两耦合波导之间介电柱的折射率来增大耦合系数,从而获得更短的拍长,形成超微的器件尺寸。耦合器的奇模场随调制折射率的减小变化不敏感,偶模场向更高频率的方向移动。在同一频率范围内,调制折射率减小,导致拍长随频率变化的函数曲线的斜率随频率增加而增大,这一特性可以在波分复用器中用来减小相邻信号频率差,在相同的器件长度下,可获得更多的信道。采用时域有限差分法验证了拍长随调制折射率减小而减小的变化规律。     

LD 端面泵浦分离式放大器结构的热效应研究

对LD端面泵浦分离型激光放大介质的热效应进行了分析和研究;建立了Cr,Yb:YAG/Yb:YAG复合结构的热传导模型。采用有限元分析方法得到了介质内部的温度分布,给出了介质折射率随温度变化的计算方法并得到了出射端面波前相位分布随温度变化的情况。计算结果表明:保持泵浦光功率密度不变,在不同的泵浦时长下,介质温度以及通光方向截面折射率变化也不同。随着泵浦时间的增长,介质的温度和折射率也增大,出射端面激光光束的相位畸变同样增大。当泵浦光功率密度增大时,温度与折射率的变化趋势与泵浦时间变化时的情况较为相似。热效应随着泵浦时间的增长和泵浦光功率的增大都变得越来越严重。     

光子带隙型光子晶体光纤温度传感特性分析

为了提高光子带隙型光子晶体光纤的温度灵敏度,提出了在纤芯环上并入高折射率液体圆柱的新结构,并利用全矢量有限元法对提出的结构进行了仿真,得到了温度对光纤有效折射率、纤芯能量和有效模面积等传输特性的影响。结果表明,随着温度的升高,光纤的有效折射率和有效模面积会减小,纤芯能量会增加,且零群速率色散点向短波长方向移动,尤其在短波长条件下光纤传输特性随温度变化趋势更加明显。该研究提高了光子带隙型光子晶体光纤传输特性的温度灵敏度,使其更加适合于温度传感方面的应用。     

非对称量子点中强耦合束缚极化子的性质

采用线性组合算符和幺正变换方法研究库仑场对非对称量子点中强耦合极化子性质的影响。导出了非对称量子点中强耦合束缚极化子的振动频率、基态能量和基态结合能随量子点的横向和纵向有效受限长度,库仑束缚势和电子-声子耦合强度的变化关系。数值计算结果表明:非对称量子点中强耦合束缚极化子的振动频率、基态能量和基态结合能随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大,表现出新奇的量子点的量子尺寸效应。基态能量随库仑束缚势和电子-声子耦合强度的增加而减小,振动频率和基态结合能随电子-声子耦合强度和库仑束缚势的增加而增大。     

掺杂二维三角圆柱光子晶体传输特性研究

为了研究掺杂对二维光子晶体传输特性的影响,应用时域有限差分方法数值模拟了各种掺杂情况下二维三角圆柱光子晶体的透射率即光传输函数随频率的变化。数值结果表明,对于一定的入射方向,光子晶体中的带隙的宽度、中心位置都受到掺杂所处的位置、掺杂物的折射率、掺杂柱的粗细不同程度的影响。该结论为该类光子晶体的应用提供了理论依据。     

圆形周期介质内艾里光束的传输特性

为了研究无衍射光波在特异材质内的传输特性，实现更优良的光波通信，将传统右手材料和双负折射率材料相结合，提出了一种轴向阶跃变化周期圆形介质结构。基于广义惠更斯-菲涅耳光学积分公式，结合光学传输矩阵，分析了艾里光束在这种传输媒质中出射表面光强分布特性和侧面传输光强分布图；分析了负折射率参量对这类光波演变的影响及其补偿机理；分析了实现输出光波完美还原时，负折射率大小同介质单元长度的定量关系。结果表明，当介质孔径逐渐减小时，有限艾里光束衍射效应越来越严重，并且出射光强外形轮廓逐渐从艾里光束过渡到高斯光束；当双负折射率材料的折射率n_l的绝对值大于右手材料的折射率n_r时，出射表面实现光波完美还原的双负折射率材料单元层越长，反之则越短。该研究对分析周期或准周期轴向阶跃变化的圆形平板介质光波通信是有帮助的。     

Injected carrier effects on modal properties of 1.55 µm GaInAsP lasers

We report the observation of a strong variation of the active layer refractive index with the current in a 1.55 μm "gain-guiding" GaInAsP laser 12 μm wide. A negative refractive index change of several 10^-2has been found between the center and the edge of the stripe from a transverse mode distribution analysis and a study of the wavelength shift of the longitudinal modes with the current. We have shown that this effect can explain the increase of threshold current of a gain-guiding laser for a small stripe width. We have observed, moreover, a time dependence of the transverse mode width in the transient regime in pulsed operation and a broadening of a time average spectrum of a stabilized single longitudinal mode laser under current modulation. We have also shown that these two last effects can be explained by the refraction index current dependence.     

含缺陷态的非线性介质材料的光子晶体的双稳态特性

文章报道了在具有缺陷态的二维非线性介质材料的光子晶体中光的传播特征 ,光子晶体是含有多单元层的简单和复杂周期的介质结构。事实上 ,我们感兴趣的主要是缺陷模式的传播和局域的光强的增强因素。用转移矩阵方法 ,我们计算了光子晶体的电磁场波的传播 ;从而获得局域光的增强效应 ;这种方法计算了有限厚度材料的传播特性 ,数字结果表明非线性介质材料的缺陷结构的光传播能引起输入的光强度的改变 ;这种改变表现出双稳态特征 ;对于简单和复杂的光子晶体 ,假设输入的光强度是稳定的 ;这种双稳态特征就容易出现 ;对于复杂结构的光子晶体 ,则便显出复杂的特征。总的传输量是大的情况 ,双稳态也会出现。另外 ,缺陷介质的饱和吸收系数 ,折射率比值及介质层数值确定了双稳特性的可见性     

白光干涉技术测量晶体的弹光效应

介绍运用折射率椭球 ,分析晶体的弹光效应 ,对测量群折射率的迈克尔逊白光干涉技术进行了改进 ,采用光栅线位移传感器提高反射扫描镜的位移精度 ,测量了石英晶体在不同的外力下 ,折射率的变化情况 ,从而确定了晶体的弹光系数     

Analysis on interband-resonant light modulation byintersubband-resonant light in n-doped quantum wells

The authors describe a theoretical analysis on interband-resonant light modulation by intersubband-resonant light in the n-doped quantum well. The modulation principle is briefly explained. The theoretical formulation for the modulation is derived by using density matrix theory. The modulation characteristics concerning the absorption coefficient and refractive index are calculated for various parameters. It is shown that the absorption coefficient for the interband-resonant light can be greatly changed by the incidence of intersubband-resonant light     

折射率啁啾调制光纤光栅性能研究

从耦合模理论出发,详细推导出平均折射率调制啁啾系数、初始位置平均折射率调制系数和啁啾光纤Bragg光栅(FBG)周期啁啾系数之间的对应关系,并进行了数值模拟和实验研究。结果表明：通过对平均折射率调制系数进行啁啾控制,可以利用一块相位掩膜版制作出不同色散补偿量的FBG。     

Modulation of intersubband absorption in tunnel-coupled quantum wells in electric fields

Modulation of absorption of middle-infrared radiation in double tunneling-coupled quantum wells in longitudinal electric fields is studied. A specific feature of the quantum wells is the small separation in energy between the two lower levels. As a consequence, the levels may exhibit “anticrossing” even in low transverse electric fields. An interpretation of the change in intersubband absorption is suggested. The interpretation is based on the assumption that a transverse electric-field component may appear in the structure. The change in the absorption coefficient is calculated taking into account the redistribution of electrons between size-quantization subbands and the changes in the temperature of electrons in the subbands in the longitudinal electric field, as well as the changes in the optical matrix elements, the energies of transitions, and the concentrations of electrons in the subbands in the transverse electric field. The possibility of using the structure for the efficient modulation of middle-infrared light with the photon energy 136 meV is shown.     

太赫兹频率下镁掺杂对氧化锌纳米粉体介电性能的影响

利用偶极天线LT-GaAs发射的太赫兹时域光谱(THz-TDS)研究单晶氧化锌、未掺杂和Mg掺杂的ZnO纳米粉末(粒子)在室温下的太赫兹光谱特性。在0.2~2 THz频率范围内研究了样品的功率吸收和折射率。结果发现,镁掺杂提高了样品材料的吸收效率,同时降低了氧化锌材料的折射率。相比较氧化锌单晶,未掺杂和Mg掺杂氧化锌纳米颗粒的太赫兹介电性质呈现类似的行为,该结果与横向光学E1(TO)声子模式有关。     

Nonlinear self-guiding and switching in an all-fiber device

We study the nonlinear propagation of light in optical fibers in the strong nonlinearity limit. In this limit, the transverse guiding properties are altered and cannot be decoupled from the longitudinal part of the wave equation. We consider a refractive index profile with no bound modes at low intensities and show that stable self-guiding occurs at a critical intensity. This critical intensity is a property of the guide and can be made much lower than the threshold for unstable self-focusing. We consider a particular design for which self-guiding occurs at three orders of magnitude lower than the self-focusing threshold.     

Dye-doped photorefractive liquid crystals for dynamic and storageholographic grating formation and spatial light modulation

The basic mechanisms of photo-induced space charge field formation, director axis re-orientation, and refractive index changes in fullerene C60- and dye-doped nematic liquid crystals films are presented. In particular, in aligned methyl-red-doped nematic liquid crystal film, we observe a nonlinear index change coefficient as high as 10 cm²/W, associated with purely optically induced liquid crystal director axis re-orientation. Experimental observations of dynamic and high-resolution storage holographic grating formation, two beam coupling with gain of nearly 3000 cm^-1, optical limiting action at nanowatt cw laser power, and incoherent-coherent image conversion at μW/cm² light intensity level are discussed