提出了一种由左右、上下对称的一大一小圆弧组成的金属圆弧孔阵列结构。利用该结构形成的法布里-珀罗腔来加强表面等离激元的耦合作用,以获得较好的强透射现象;同时研究了基于该现象的折射率传感特性。采用有限时域差分法研究了该孔阵列结构中大小圆弧孔的半径、两圆弧的圆心距和阵列周期对强透射现象的影响。研究发现,当大圆弧半径为95 nm、小圆弧半径为70 nm、两圆弧的圆心距为100 nm、周期为425 nm时,该结构具有较好的强透射现象,其灵敏度为279 nm/RIU,为下一代高性能微纳米等离子体传感器的设计提供了理论参考。

采用有限时域差分(FDTD)法研究了内置金属/电介质同心圆柱结构的材料属性、半径及其相对高度对金属孔阵列强透射特性的影响。发现该结构与内置单一金属、单一电介质和电介质/金属三种不同的同心圆柱结构相比较, 光的透射性能得到显著的增强; 这种内置金属/电介质同心圆柱结构具有进一步增强表面等离激元与局域表面等离激元共振耦合作用。结果表明, 金属、电介质的材料属性对强透射特性影响明显, 当金属圆柱为Au、电介质圆柱折射率较小时, 其透射性能较好; 圆柱半径是影响透射率与共振峰位置的主要因素, 半径越大, 共振峰红移越明显, 但其透射率先增大而后持续减小。同时, 金属/电介质圆柱的相对高度也影响透射率大小, 当金属圆柱高度为60nm时, 其透射性能较好。

采用有限时域差分法，研究了内嵌金属块长度与夹缝宽度对金属绝缘体金属波导结构的光透射特性的影响。研究发现，此结构相比较于单一直波导而言，出现了一个很明显的透射峰。并且当金属块的长度较大时，其与波导上表面的金属之间形成的夹缝会构成法布里珀罗腔，高阶共振模式被激发，能量在腔内不断谐振，从而产生多个不断衰减的共振峰。同时，提出了一种基于内嵌双金属块结构的表面等离激元带通滤波器，此滤波器在共振峰以外波段的透射率可以下降为0，且其共振波长可以通过改变金属块的长度等参数进行调节。

采用时域有限差分法研究了内嵌镜像对称矩形腔长度、宽度及其位置对楔形金属狭缝阵列结构透射特性的影响。研究发现, 采用此结构形成的光子晶体结构所产生的能带可以调控禁带, 不仅在短波长范围存在明显的传输禁带, 而且在长波长范围具有较好的增强透射, 表明这种内嵌镜像对称矩形腔进一步破坏了类法布里-珀罗腔共振条件, 更有利于短波长范围表面等离激元能量局域在腔内, 同时提高长波长范围的透射率。矩形腔位置是影响传输禁带和透射特性的主要因素, 其越接近中心位置, 禁带越宽, 透射率越高; 矩形腔厚度主要影响禁带宽度, 厚度为140nm时, 禁带宽度可达236nm; 矩形腔长度主要影响透射特性, 长度为260nm时, 透射率可达95%。

采用时域有限差分方法研究了纳米狭缝的宽度，圆孔半径、矩形的长和宽对纳米狭缝耦合金属圆 -矩形复合孔阵列结构增强光透射特性的影响。研究发现该结构与圆孔阵列、圆 -矩形复合孔阵列两种结构相比较，光的透射率得到了显著的增加，这表明本文提出的纳米狭缝耦合金属圆 -矩形复合孔阵列结构中的表面等离激元和局域表面等离激元两种模式相互耦合起了关键作用。纳米狭缝宽度是影响光透射的主要因素，纳米狭缝宽度为 55 nm时，透射率达到 89%，半宽度达 129 nm；圆孔半径、矩形孔的长和宽、周围环境介电常数等参数也影响透射率与共振峰位置：随着圆孔半径、矩形孔宽度的增大，透射率明显增强，同时共振峰蓝移；随着矩形孔长度和周围环境介电常数的增加，共振峰有规律的红移。

The effect of temperature on the dynamics of a laser-induced cavitation bubble is studied experimentally. The growth and collapse of the cavitation bubble are measured by two sensitive fiber-optic sensors based on optical beam deflection (OBD). Cavitation bubble tests are performed in water at different temperatures, and the temperature ranges from freezing point (0 °C) to near boiling point. The results indicate that both the maximum bubble radius and bubble lifetime are increased with the increase of temperature. During the stage of bubble rapidly collapsing in the vicinity of a solid surface, besides laser ablation effect, both the first and second liquid-jet-induced impulses are also observed. They are both increased with liquid temperature increasing, and then reach a peak, followed by a decrease. The peak appears at the temperature which is approximately the average of freezing and boiling points. The mechanism of liquid temperature influence on cavitation erosion is also discussed.

A robust design for a photonic crystal fiber (PCF) based on pure silica with small normal dispersion and high nonlinear coefficient for its dual concentric core structure is presented. This design is suitable for flat broadband supercontinuum (SC) generation in the 1.55-μm region. The numerical results show that the nonlinear coefficient of the proposed eight-ring PCF is 33.8 W?1.km?1 at 1550 nm. Ultraflat dispersion with a value between -1.65 and -0.335 ps/(nm.km) is obtained ranging from 1375 to 1625 nm. The 3-dB bandwidth of the SC is 125 nm (1496–1621 nm), with a fiber length of 80 m and a corresponding input peak power of 43.8 W. The amplitude noise is considered to be related to SC generation. For practical fabrication, the influence of the random imperfections of airhole diameters on dispersion and nonlinearity is discussed to verify the robustness of our design.

采用有限元法分析了基于金纳米层的新型微结构光纤表面等离子体共振传感器的相关特性。在数值仿真中，使用精确的德鲁德洛伦兹(Drude-Lorentz)模型来描述金属介电常数。计算结果表明，随待测样品折射率的增加，表面等离子体共振峰波长向长波长方向漂移。该微结构光纤表面等离子体共振传感器的探测灵敏度可达1200 nm/RIU(refractive index unit)，探测极限可达8.33×10-5RIU。