平面波导TE0模的远场衍射特性分析

由瑞利-索末菲标量衍射积分公式出发,推导出中央亮条纹强度半最大值处的空间频率满足的方程;阐明了平面波导TE0模远射远场的中央亮条纹强度半最大值空间频率宽度随波导归一化频率增大而增大;给出中央亮条纹强度半最大值全角宽度与工作波长、波导宽度和波导相对折射率关系曲线。     

衍射的基尔霍夫传递函数及瑞利—索末菲传递函数

由于菲涅耳衍射积分可以简单地表为卷积的形式，可以利用快速傅里叶变换（FFT）计算。通常认为，只有在菲涅耳衍射区，衍射的FFT计算才是可能的。事实上，基尔霍尔夫公式及瑞利-索末菲公式也可以表为卷积形式，可以用FFT对衍射问题作较准确地计算。本文将导出衍射计算的基尔霍夫公式及瑞利-索末菲公式的卷积形式及对应的传递函数，给出用FFT计算基尔霍夫公式及瑞利-索末菲公式的实例，讨论FFT的取样问题，并与实验测量进行比较。     

毫米波介质平面衍射天线的研究

平面衍射天线是一种基于衍射光学原理,制作平面位相结构以克服传统天线的体积大、重量大的缺点,这种天线在宏观上具有平面结构,容易与载体共形,同时与国外广泛采用的离散位相的衍射天线相比,具有更好的性能,更大的灵活性,因此得到人们越来越多的重视.     

各向异性介质基片平面波导的直线法分析

本文将直线法推广应用于分析各向异性介质基片平面波导的色散特性,并对屏蔽单微带线和单鳍线的色散特性作了具体分析和计算,数值结果与有关文献结果基本一致.     

各向异性左手材料平面波导TE模的传输特性

对芯层为左手材料而覆盖层和衬底均为不同普通材料的三层平面波导进行了探讨。考虑损耗、色散和各向异性的左手材料,利用TE模的色散方程,结合模阶数、波导厚度以及电磁衰减系数的变化,画出了相关的色散曲线和损耗曲线。根据这些曲线,发现对于TE2模,在频率为4.03GHz附近,波导厚度为5mm,它有非常大的有效折射率(接近80);当频率从4.0GHz增加到6.0GHz,色散曲线的斜率为正、零和负。正斜率为正常色散,负斜率为反常色散,零斜率则群速为零。对于高阶TE模,当频率为4.03GHz时,它的损耗是最大的;当频率超过5.0GHz后,波导厚度以及电磁衰减常数的变化对TE模的损耗特性影响不大,这些新特性为制备小型化的波导器件提供了理论基础。     

非线性介质膜波导中高阶TE模的色散特性

用微扰方法对非线性波动方程求解,导出了各阶近似下非线性介质膜波导中高阶TE模的色散方程和截止波长。研究了高阶TE模的色散特性。计算结果表明,具有功率激发阈值的高阶模的一个传播功率可能对应两个不同的传播常数,具有光学开关的特性。     

增强现实显示衍射光波导的设计

提出了在波矢k空间中设计衍射光波导片的相关理论,系统仿真并研究了光线波长、光栅周期、光栅时钟角、波导基底折射率以及波导基底折射率色散对衍射光波导视场角以及相关设计参数的影响.设计结果表明,当使用宽光谱光源时,光谱带边缘波长的视场存在切割,对显示效果影响不大,衍射光波导片适用于宽光谱光源.波导基底折射率色散对衍射光波导设...     

左手材料平面波导之间的耦合特性

从电磁场理论出发,求得芯层是右手材料,包层是左手材料的两个平面波导之间耦合系数的一般公式,引入归一化频率,归一化传播常数,作出耦合系数随归一化频率变化的曲线.进一步讨论了两个平面波导之间的距离和芯层折射率改变对该曲线的影响,从而得出含左手材料平面波导之间的耦合特性.     

含左手材料的四层平面波导TM模的传输特性

在考虑材料色散的条件下,对含左手材料的四层平面波导的TM振荡模进行了分析。首先利用Maxwell方程组得到了两类TM振荡模的色散方程。基于左手材料实验模型,画出了相关的色散曲线。通过对这些色散曲线的分析,得到了该波导中TM振荡模的色散特性。此外,还计算了该波导中TM振荡模的归一化功率流,发现第一类TM基模的群速和它的归一化功率流方向相反;第一类TM振荡模的归一化功率流恒大于零;而第二类TM振荡模的归一化功率流可以大于零、小于零或等于零。正的归一化功率流则说明能量向前传输;负的归一化功率流则说明能量向后传输;而归一化功率流等于零则说明能量被储存在平面波导中,这为设计新型光开关、光传感器件提供了理论基础。     

含石墨烯多层结构左手材料平面波导TM振荡模的传输特性

对含石墨烯多层结构左手材料的介质特性及其构成的平面波导TM振荡模的传输特性进行了研究。该波导的芯层为含石墨烯的多层结构,覆盖层和衬底为不同的普通材料。计算结果表明:随着归一化波导厚度的增加,TM振荡模的有效折射率同时具有增加和减小,且两者最终达到平衡的双模简并特性。上述特性可以通过调节石墨烯外加电压的方法实现;进一步研究发现,波导中传输的归一化功率流具有正值、负值和零三种情况。电压或者频率的变化对正功率流的影响较小,对负功率流和零功率流的影响较大。     

Characteristic Analysis of Diffraction from the Restricted Output End Surface of Single Mode Planar Waveguide

As for single mode symmetric step refractive index structure dielectric planar optical waveguide, when its output end is restricted, the diffractive field distribution is derived. It can be expressed as the convolution between the Dirac function and the Sinc and Lorenz functions. It is helpful to deepen the recognition of the restricted diffraction. The characteristic of the diffractive field is discussed. The variational curve of the full angle width at half maximum intensity of central bright fringe versus the half width of slit is presented by numerical calculation, and the fitting curve with the exponential function is close to it.     

弱导光纤的标量衍射光束特性分析

仿照罗兰圆光学系统构造罗兰球光学系统 ,在罗兰球中简化电磁波的瑞利 索末菲标量衍射积分公式 ,推导出折射率阶跃分布的弱导光纤LP模衍射场分布和空间频谱的计算公式。提出LP0 1模远场衍射分布存在类似于平面波圆孔夫琅禾费衍射艾里斑的中央亮斑概念 ,并给出中央亮斑角半宽度的计算公式。     

Characteristic Analysis of Diffraction from Restricted Output End Surface of Multiple Quantum Wells Planar Waveguide

Based on Rayleigh-Sommerfeld scalar diffraction formula, analyzed is the diffraction field distribution of the restricted output end surface of multiple quantum wells planar waveguide by slit. Obtained is its analytical expression of field distribution, which permits accurate and effective study on the characteristic of diffraction field from the restricted output end surface of the waveguide by slit. Then, the variation curve of the beam propagation factor M2 versus the slit width is computed by the second moment method. It is useful for understanding the restricted diffraction properties of the multiple quantum wells planar waveguide. When the slit half width is bigger than the core layer＇s half width, the beam propagation factor M2 value tends to a constant 1. 108. Therefore, the corresponding field amplitude distribution is approximated by Gaussian function, and the far field divergence half angle（θ0,G=0. 091 8） is calculated by matching efficiency method.     

平面阵列波导光栅波导模式参量的分析

用周期波导的方法分析平面阵列波导光栅(AWG)的本征方程及波导模式参数,结果表明波导传播常数是带状分布的,与波导间隔有关。分析结果对器件的优化设计有一定的指导意义。     

对称非线性包层平板波导TE_0模的“平台形”场分布

分析了包层及衬底均为非线性Ｋｅｒｒ型介质、芯区为线性均匀介质的三层平板波导的ＴＥ０模特性．理论分析及典型实例计算表明：对于自聚焦情况,模折射率增大时,芯区场的极大值逐渐减小,对于一定的光功率,模折射率与芯区折射率相等时,芯区的场分布呈均匀的“平台形”分布,而两侧场则迅速衰减;模折射率继续增大时,场分布的极值进入芯区两侧,而芯区场分布呈下凹形．给出了自聚焦对称三层平板波导ＴＥ０模的场分布曲线,功率随模折射率变化曲线及芯区功率与总功率之比随总功率的变化曲线．还计算了自散焦情况下的场分布及功率变化,在一定条件下,芯区也会出现等振幅分布．     

高功率平板波导激光器进展

详细介绍了平板波导二极管(LD)抽运高功率同体激光器的进展,分析了系统的优点和潜在的风险。具体讨论了接近式LD耦合方式、双包层波导结构和非稳腔的使用,以及梯形结构波导、集成被动调Q设计。激光介质包括Yb^3 ,Nd^3 和Tm^3 掺杂的YAG晶体材料。具有单片紧凑波导结构的激光器可以获得超过10W的激光输出,获得近衍射极限的激光束。将来可以实现100W以上的激光输出并在单片器件内集成更多的功能。     

溶胶-凝胶法在平面光波导薄膜制备中的应用

溶胶-凝胶技术作为一种湿化学法具有工艺温度低、化学均匀性好、易实现材料的掺杂等独特的优点,平面光波导薄膜是制备其他各种波导和集成光学器件的基础。近年来,采用溶胶-凝胶技术制备平面光波导薄膜已成为研究热点。该文综述了溶胶-凝胶法在制备平面光波导薄膜中的应用及其发展趋势。     

基于平板型导光板的太阳能聚光系统

针对传统线性聚光系统聚光光斑辐照度不均匀的问题,提出了一种由曲面线聚焦菲涅耳聚光器阵列及平板型导光板所组成的、系统高度小于40mm的小体积聚光系统方案,建立了曲面线聚焦菲涅耳透镜的一般方程,给出导光板V形槽设计公式,并采用正交试验法和光学仿真实验对聚光器系统的各项结构参数进行优化设计,同时分析了曲面线聚焦菲涅耳的加工误差及导光板安装偏角误差的影响。结果表明:优化后系统在采光面积500mm×200mm、聚光比50倍时,聚光效率可达75%,聚焦光斑均匀性优于88%,且入射太阳光偏角在±7°内聚光效率大于50%。通过拼接可获得不同聚光倍数系统,由仿真实验得出在160倍聚光比内,效率高于50%,均匀性优于85%。     

热键合双包层平板波导激光器的研究进展

介绍了热键合双包层平板波导激光器的研究进展,包括热键合技术的优越性,双包层平板波导的新思想,集成可饱和吸收体的被动调Q波导激光器。