一种特殊的双包层圆柱光波导的研究

本文研究了一种双包层阶跃型光波导，内包层的折射率大于芯及外包层的折射率，因而可作为导波层。文中严格的推导了柱坐标下该光波导的特征方程，详细计算了ＴＥ波和ＴＭ波的传播常数、场分布及功率分布；作出了相应的曲线，表明了导波层的厚度、折射率及工作波长对此类光波导传播特性的影响。     

多层克尔型非线性平板波导中横电模的精确解

本文给出了多层克尔型非线性介质平板光波导中，ＴＥ波的统一场分布，色散关系及光传传输功率的精确表达式。     

硅单模脊形光波导的三维模拟及实测结果

对当前硅光集成技术的热点、制备大断面低传播损耗单模脊形光波导进行了三维理论模拟设计。脊的上覆盖层是空气（大折射率台阶，非对称情况）或纯硅层（对称情况），均能得到符合实际的模拟结果。改变脊形光波导的高宽几何尺寸或折射率分布值，模拟结果呈现单模、双模或更高阶模的电场分布及光强分布。用相应条件指导硅脊形光波导的实际制备，实测结果表明模拟结果是准确的。     

基于有效折射率法的多层光波导模式数值分析

文章针对具有实际使用价值的多层光波导计算了有损耗波导准横电(Quasi-TE)模、准横磁(Quasi-TM)模有效折射率与横电/横磁(TE/TM)模电磁场曲线分布。计算了6层损耗波导TE/TM模式，分析了多层波导模式的有效射折率和电磁场曲线分布与波导结构的内在关系，并且利用有效折射率法完成Quasi-TE/TM模式的有效折射率计算，得到了TM模式有效折射率与模式阶数非单调递减、损耗波导模式更为丰富等结论。文章的研究工作可以为实际光波导器件设计、制作及应用提供理论基础。     

纳米级铝包覆光波导耦合特性研究

为了研究10nm级铝包覆光波导特征参量对其耦合情况的影响,理论模拟了不同金属层折射率和厚度、不同导波层折射率和厚度情况下的衰减全反射谱,分析了特征参量对耦合情况的影响。通过实验验证了金属层折射率和厚度对其耦合情况的影响,发现纳米级铝膜的复介电常数发生了很大的变化。结果表明,导波层厚度影响激发导模的数目,但对耦合深度影响不大;导波层折射率同时影响激发导模的数目和耦合深度;耦合层金属膜厚度不影响激发导模的模数,但对耦合深度的影响很大;对于相同的耦合层金属膜厚度,金属折射率不同,耦合情况大不相同。研究结果为基于双面金属包覆光波导的脉冲展宽器的制作和设计过程提供了参考。     

热光效应的微流体光波导结构分析

提出了一种基于微流控芯片由热光效应引起的微流体光波导结构。光波导芯层及覆层材料均为微通道中同种不同温度的液体。在微通道的上下面分别设计金属铜电极,在电极两端施加电压,对通道内液体加热。通过液体热传导,使得接近沟道壁边缘层与沟道中间层之间产生由高到低的温度分布。根据液体热光效应,液体在不同温度下折射率不同,沿着通道壁边缘层到通道中间层之间折射率由低到高,实现折射率渐变型平面光波导。电极两端所施加的电压大小及加热时间长短控制微沟道内温度高低,温度的高低决定了液体折射率分布,从而调节光波导实现单/多模传输。这种可调谐光波导结构可望在微流控光学器件中得到应用。     

GeSi／Si多量子阱光波模特性分析的吸收层结构设计

根据普适于任意阱数的方波折射率分布的多量子阱光波导的模场分布函数和模特征方程，分析了在以ＧｅＳｉ／Ｓｉ多量子阱为波导芯、Ｓｉ为覆盖层的光波导结构中，Ｇｅ含量、周期数、占空度、厚度、折射率分布等参量对光波导传播常数的影响，并结合吸收特点对ＭＱＷ吸收层结构进行优化设计 。     

自聚焦介质波导中的新型导波

本文给出了导波层为自聚焦介质平板波导波方程的特殊精确解,得到了具有非线性导波层的波导归一化色散方程及场分布,并对得出的结果进行了讨论。     

多量子阱光波导传输特性分析

本文给出了普适于任意阱数的方波折射率分布的多量子阶光波导的模场分布函数和特征方程，并以ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱光波导为例分析讨论了波导结构参量及折射率分布对其传输特性的影响．     

SOI平面光波导有效折射率的计算及其波导层厚度的设计

从麦克斯韦理论出发精确计算得出ＳＯＩ平面光波中的有效折射率及光场分析，并由此确定了传输单模光波导的波导层厚度。     

表面膜层参数对长周期光纤光栅特性的影响

采用严格的耦合模理论建立了表面涂覆弱吸收薄膜长周期光纤光栅（LPFG）的理论模型，用微扰法对复数超越特征方程进行了求解。研究发现，对应某一膜厚，存在一折射率范围，有效折射率的变化和谐振波长偏移特别明显；但消光系数对有效折射率和谐振波长的影响则很小。从功率密度分布曲线可看出低阶奇次包层模式与纤芯模式的耦合要强于低阶偶次包层模式与纤芯模式的耦合，消光系数引起的功率损耗较小。薄膜折射率对透射谱的变化（幅度和谐振峰偏移）影响很大；消光系数对谐振峰偏移影响很小，对谐振峰幅度的影响与具体的薄膜折射率有关。结果表明，敏感薄膜折射率和消光系数与传感器的灵敏度高低有直接关系，传感器的结构优化非常必要。     

椭圆光波导解析解及第一个高阶模的截止频率研究

本文对椭圆光波导进行了严格的求解，得到了模场的精确解析解，导出了模式特征方程，并且证明了圆光波导仅是椭圆光波导的一个特例。文中还对第一个高阶模的特征方程进行一数值求解，得出不同椭圆度下的有效折射率与归一化频率的关系曲线及第一个高阶模的归一２化截止频率随椭圆比的变化。     

一种新型折射率掺镱双包层光纤

为了提高光纤放大器单纤输出功率,设计了一种新型折射率掺镱双包层光纤,纤芯直径30μm,包层直径125μm。采用一种改良的高温气相掺杂技术和改进的化学气相沉积法制作,纤芯折射率分布为凹陷型结构,掺杂区为低折射率区。对光纤的荧光特性、模场特性以及放大特性进行了测试。试验结果表明,该新型折射率分布设计有利于纤芯对抽运光吸收,荧光输出平坦,对光纤进行弯曲处理可实现平坦模场的能量输出,5m光纤实现了40dB 高功率飞秒信号光放大,输出功率30kW。     

双包层手征光纤中的半漏模

研究了纤芯和内外外层都有手征的双包层手征光纤中的半漏模，给出了单包层和双包层手征光纤中几个低阶模的有效折射率和功率损耗系数随手征参数的变化关系曲线。结果表明，双包层手征光纤中的半漏模特性与半单包层手征光纤中的相比有很大的不同；当只有包层中有手征时，单包层手征光纤中也存在半漏模。     

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.     

梳状大模场光纤结构的优化设计

通过在周期性梳状折射率结构的最外层增加一个高折射率平台的方法,对梳状折射率分布大模场光纤的波导结构进行了优化,使其在模场面积、模场分布及抗弯曲性能方面都有明显提升。模拟研究结果表明,与已有单一梳状折射率分布的光纤相比,优化后的大模场光纤的模场面积提高了700 m2以上,且在相同弯曲半径下,基模弯曲损耗由6 dB/m降低为0.1 dB/m。此外,通过对最外层高折射率平台的参数进行调制可实现不同的模场分布,包括高斯分布、平坦化分布和环状分布,满足特殊激光加工工业的应用需求。     

Transmission characteristics of a coaxial optical fiber line

A coaxial optical fiber line is proposed and studied as a long-distance transmission medium. The radial structure consists of a core surrounded by two clads. The inner clad has higher refractive index than the core and the outer clad. Guided modes are thus characterized by a concentrated field in the inner clad and evanescent fields in both the core and the outer clad. Using a rigorous modal analysis, characteristic curves for a monomode coaxial fiber line are presented. It is shown that the zero-dispersion wavelength can be placed at any desired value by proper choice of the refractive index contrast and the fiber dimensions. The proposed coaxial line compares well with the known W-profiled line with respect to ease of manufacture and dispersion characteristics     

双包层单模光纤光学参数对传输特性的影响

对特征方程直接求导解得了基模群时延和群速色散,讨论了双包层单模光纤不同折射率分布对传播常数、群时延、群速色散以及零色散点波长的影响.研究结果表明:光学参数,即纤芯和外包层的相对折射率(P)以及内包层和外包层的相对折射率(R)对该类光纤的传播常数、群速度、群速色散和零色散点波长均有比较明显的影响,影响的大小及规律随参数的不同又有所不同.这些规律为设计满足不同色散要求的双包层单模光纤提供了理论依据.     

超高斯光束是折射率梯度光纤中波动方程的本征解

本文在一般情况下推导出超高斯光束是折射率梯度光纤中SVA近似下波动方程的本征解并给出了折射率分布函数.     

超高斯光束是折射率梯度光纤中波动方程的本征解

本文在一般情况下推导出超高斯光束是折射率梯度光纤中ＳＶＡ近似下波动方程的本征解并给出了折射率分布函数