【摘 要】
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本文设计了一种由两侧挖孔的六棱柱单胞周期性排列而成的新型光力晶体纳米梁谐振腔,利用有限元法计算了该结构在不同缺陷态下的带隙特性.基于移动边界效应和光弹性效应机制,采用一阶微扰理论并借助光力耦合系数计算法获得了光力晶体纳米梁谐振腔的光力耦合率,同时分析了谐振腔声学模态的对称性,并对光力耦合机制进行了探索.研究表明:改变缺陷数量或优化几何结构均可改善光学模式和机械模式的重叠性;对于同种缺陷不同数量的谐振腔结构,缺陷数量只会影响光力耦合率中移动边界效应和光弹性效应的作用方式,而几乎不会改变其耦合率的大小.分析具
【机 构】
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兰州交通大学数理学院, 兰州 730070;兰州交通大学数理学院, 兰州 730070;兰州城市学院物理系, 兰州 730070
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本文设计了一种由两侧挖孔的六棱柱单胞周期性排列而成的新型光力晶体纳米梁谐振腔,利用有限元法计算了该结构在不同缺陷态下的带隙特性.基于移动边界效应和光弹性效应机制,采用一阶微扰理论并借助光力耦合系数计算法获得了光力晶体纳米梁谐振腔的光力耦合率,同时分析了谐振腔声学模态的对称性,并对光力耦合机制进行了探索.研究表明:改变缺陷数量或优化几何结构均可改善光学模式和机械模式的重叠性;对于同种缺陷不同数量的谐振腔结构,缺陷数量只会影响光力耦合率中移动边界效应和光弹性效应的作用方式,而几乎不会改变其耦合率的大小.分析具有梯度缺陷的光力晶体纳米梁谐振腔的振动模态对称性发现,只有关于x-y,x-z,y-z平面偶对称的振动模态才能与光学模态产生强耦合,并得到高达2.25 MHz的光力耦合率.
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本文研究了一种非对称银膜多孔硅-氟化钙混合等离子体波导,并对其模式特性和波导灵敏度进行了分析.利用有限元方法分析了波导中两个不同偏振态基模(PM 1和PM 2)的有效折射率、传输损耗、归一化有效模场面积、品质因数和波导灵敏度,并对几何参数进行优化.结果表明,在中红外波长3.5μm附近,非对称银膜多孔硅-氟化钙混合等离子体波导具有良好的模场约束能力和低损耗特性;此时,PM 1和PM 2的归一化有效模场面积分别为0.30和0.52,传输损耗分别为0.019 dB/μm和0.016 dB/μm,品质因数分别为1
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基于共振耦合腔理论,提出并设计了基于亚波长光栅耦合腔的795 nm垂直腔面发射激光器((vertical cavity surface emitting laser,VCSEL),利用COMSOL软件有限元方法对多光腔耦合线宽压窄机制和影响因素进行了详细分析,研究发现,当光子在多耦合腔中进行谐振时,通过合理设计光栅耦合腔参数,精确调控激光器多耦合腔相位匹配,极大地促进了光谱线宽共振压窄效应,并最终获得了高光束质量795 nm VCSEL激光器的超窄线宽输出.理论结果表明,当耦合腔间隔层厚度为180 nm时
随着信息技术的快速发展,可调谐垂直腔面发射激光器(VCSEL)逐渐成为密集波分复用通信技术(DWDM)中的重要光源.通过利用液晶(LC)的双折射特性所实现的液晶可调谐VCSEL具有偏振稳定、可靠性高、连续波长调谐等优点.本文设计了一种基于内腔亚波长光栅的液晶可调谐VCSEL结构,并对液晶层和亚波长光栅对VCSEL波长调谐特性的影响进行了详细分析与研究.结果表明,可调谐VCSEL结构中液晶层厚度不仅影响波长调谐范围,同时决定了VCSEL激光器调谐过程中模式跳变.此外,通过对亚波长光栅结构设计,形成了有效的折
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双波长数字全息中差分合成波长可拓展无相位包裹测量纵深范围,但显著放大相位噪声;加性合成波长可抑制相位噪声,但大幅缩小无相位包裹测量范围.因此,本文利用差分合成波长无包裹测量范围大与加性合成波长噪声低的特性,提出一种双合成波长数字全息低噪声分级解包裹方法.该方法利用由差分合成波长获得的“相位差”引导单波长包裹相位进行解包裹,然后再利用单波长的解包裹后的光程差引导加性合成波长获得的包裹“相位和”进行解包裹,通过分级实现双波长低噪声解包裹.实验结果表明,该方法可以简单、快速地实现双波长数字全息低噪声解包裹.
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