西安电子科技大学,技术物理学院,西安,710071
提出了一种求解波导阵列耦合特性的方法.采用拉普拉斯变换,将同时考虑相邻和次相邻波导耦合作用的波导阵列耦合模方程组变为一个线性方程组,利用矩阵的LU分解法(将系数矩阵分解为单位下三角阵L与上三角阵U的乘积)求出该线性方程组的解.然后根据给定的初始条件进行拉普拉斯变换反演,求出耦合模方程组的解.采用该方法研究了五波导阵列,光从中间一个波导入射和从五个波导入射时的耦合特性,给出了每个波导中光功率变化规律曲线,并将所得结果与同样条件下仅考虑相邻波导耦合的结果做了比较.采用该方法可以求出任意数目波导组成的阵列,考虑任意波导之间耦合的耦合模方程组的解.
导波光学 多波导阵列 拉普拉斯变换 耦合
西安电子科技大学,技术物理学院,西安,710071
利用有限差分光束传输法研究了波导耦合对波导阵列电光扫描器传输特性和扫描特性的影响.结果表明:耦合对其传输特性和扫描特性的影响明显;只有在一定条件下,对其影响才较小,可以忽略.由此可知,在设计光波导阵列结构时,考虑波导耦合效应是至关重要的.进一步,提出了描述光波导阵列电光扫描器的技术指标,并研究了该扫描器的结构优化设计问题.
导波光学 波导阵列电光扫描器 有限差分光束传输法 光学相控阵 波导耦合 Guided wave optics Waveguide array electro-optic scanner Finite-difference beam-propagation method (FD-BPM) Optical phased array Mutual coupling among waveguides
西安电子科技大学技术物理学院, 西安 710071
利用拉普拉斯变换,将多波导定向耦合器的耦合模方程组变换为三对角线性方程组,并采用追赶法求出了该方程组的通解；进一步,给定初始条件,进行拉普拉斯变换反演,即可严格地求出该耦合模方程组的解。采用该方法研究了5波导定向耦合器光从一个波导入射和等光强从5个波导入射时的耦合特性,求出了耦合模方程组解的解析表达式,给出了每个波导中光功率变化规律曲线。利用该方法,可很方便地求出任意有限数目波导组成的定向耦合器在任意入射条件下耦合模方程组的解,因此对于多波导定向耦合器结构的合理设计,具有非常重要的意义。
导波光学 多波导定向耦合器 拉普拉斯变换 耦合 追赶法
利用有限差分光束传输法(FD－BPM)详细研究了光波导阵列电光扫描器的核心部件－光波导阵列的传输特性和辐射特性，分析了光波导阵列结构参量对其传输特性和辐射特性的影响．研究结果表明，光波导芯层厚度、光波导阵列的周期、长度和层数对光波导阵列输出面上的光场振幅、相位分布及光波导阵列输出光束主瓣的半峰值全宽度(FWHM)影响很大．通过与其它理论研究的结果进行比较指出，FD－BPM可以很方便地、更全面地描述光波导阵列的传输和辐射特性．另外，在研究光波导阵列光束扫描的基础上，根据光波导阵列电光扫描器的扫描探测要求，提出了光波导阵列结构优化设计的原则．
光学相控阵 光波导阵列电光扫描器 有限差分光束传输法(FD－BPM) Optical phased array Optical waveguide array electro-optic scanner Finite-difference beampropagation method FWHM FWHM
1 西安电子科技大学，西安 710071
2 华中光电技术研究所，武汉 430074
根据矩阵光学理论，研究了全反射棱镜式环形激光器(TRPRL)光路的温度效应．从理论上给出了描述光路中光学元件在介质折射率变化时的3×3变换矩阵，建立了折射率变化时谐振腔内光路的偏转模型，由此讨论了温度变化导致TRPRL光路的偏转规律，并研究了降低TRPRL温度效应对其性能影响的方法．所得结论对TRPRL的设计和运用有重要指导意义．
环形激光器 全反射棱镜 光路偏转 温度效应 Ring laser Total reflection prisms Defletion of ray Temperature effect
1 西安电子科技大学，西安 710071
2 华中光电技术研究所，武汉 430074
提出了一种控制环形激光器光学腔长的新方法．该方法是利用压电陶瓷电控环形激光器毛细管内干燥空气的折射率，实现对环形激光器光学腔长的控制．这种控制方法对环形激光器性能影响很小，具有响应速度快、灵敏度高、功耗低等优点，可用于全反射棱镜式环形激光器、反射镜式环形激光器的稳频系统．对于激光陀螺、激光计量等应用具有重要意义．
腔长控制 环形激光器 压电陶瓷 稳频 Cavity-length-controlling Ring laser Piezoelectric ceramics Frequency stabilization
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对半导体激光器光束准直场的研究具有重要的意义,半导体激光器的远轴模型能精确描述其发出的光束。根据瑞利索末菲衍射公式,利用稳相法得出了半导体激光器远轴光束经过透镜准直后的场分布解析表达式。根据该表达式可以得出如下结论：准直后光束在两个方向上的光斑大小与透镜焦距成正比, 且与传输距离无关,沿轴光强与波导尺寸参量和准直透镜焦距有关,且与透镜焦距成平方反比关系,在传输距离较短的情况下,准直光场相位分布近似为球面,传输距离较长时,光场相位近似为平面. 这些结论在工程应用中具有重要的价值。
半导体激光 稳相法 瑞利索末菲衍射 准直
提出了一种梯度折射率分布介质为基质的单体光学模式转换器,可以将两正交截面内瑞利长度相同、光腰重合的厄米-高斯光束转换为拉盖尔-高斯光束.这种转换器具有一体化且只有两个反射面的特点,因此易于调整、光能反射损耗小;对于两正交截面内瑞利长度不同、光腰不重合的厄米-高斯光束,提出了一种可调节其瑞利长度和光腰位置的光腰调节器,将光腰调节器与单体光学模式转换器组合使用,也可以将这种厄米-高斯光束转换为拉盖尔-高斯光束.
矩阵光学 光学模式转换 光腰调节器 梯度折射率 Matrix optics Optical mode converter Waist adjuster Gradient index
分析了光学相控阵的工作原理, 提出了可编程的馈电方案 , 给出了10层P-I-N型 GaAs/AlGaAs相控阵列的实验结果,通过实验证实光学相控阵是一种新颖的、高分辨率的、快速宽角度的扫描技术。
光学相控阵 电光效应 馈电
1 西安电子科技大学技术物理学院,西安,710071
2 中国空空导弹研究院,洛阳,471009
3 信息产业部电子第十三研究所,石家庄,050002
4 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710068
对新型光波导阵列电光快速扫描器中的光波导效应进行了研究,分析了考虑光波导模式效应的光波导阵列电光快速扫描器的扫描特性,指出光波导模式特性主要影响新型光波导电光快速扫描器的扫描范围和效率,并研究了在应用该器件进行光束扫描时的技术要求.
激光电光扫描 光波导阵列 光波导模式 电光效应
