江南大学 理学院, 光电信息科学与工程系 江苏省轻工光电工程技术研究中心, 江苏 无锡 214122
提出了一种中红外波段下探究表面等离子体在石墨烯与硅光栅混合结构中传输安德森局域的方法.在石墨烯片下设计一维随机硅光栅结构来实现石墨烯表面等离子体随机硅光栅. 通过调节石墨烯的费米能级来改变由硅光栅的无序引起的石墨烯表面等离子体安德森局域的共振波长. 当费米能级是0.6 eV时, 局域石墨烯表面等离子体在随机硅光栅结构中的场强强度比在周期性硅光栅结构中大70倍. 该结构有望应用于可调集成滤波器, 宽带调制器以及等离子体传感器等.
表面等离子体 光栅 传感器 调制器 Graphene Surface plasmons Gratings Sensors Modulators
江南大学光信息科学与技术系, 江苏 无锡 214122
提出了一种基于金属-绝缘体-金属(MIM)波导结构的双频带表面等离子体(SPs)布拉格反射器。周期性地调节绝缘体层的宽度，在MIM 波导结构中将会形成准周期的SPs布拉格光栅。根据投影理论，在合适的结构参数下，SPs的透过谱中会产生两个禁带，在这两个禁带中SPs的传播是被禁止的。加入适当长度的缺陷层之后，将分别在禁带中产生SPs缺陷模式，其中心波长分别是1310 nm 和1550 nm。当改变缺陷层的长度时，由于SPs的法布里-珀罗共振效应，缺陷模式的中心波长会产生周期性的变化。利用电磁仿真软件Comsol进行数值模拟,得到的结果验证了设计方法的正确性。
光栅 布拉格反射器 表面等离子体 法布里-珀罗
理论设计了带有扇环共振微腔的弯曲金属-介质-金属(MIM)波导结构，利用共振微腔结构控制表面等离子体波在扇环直角顶点处的定向传播。通过有限时域差分(FDTD)法计算带有扇环微腔结构的直波导透射率与波长关系，并计算扇环微腔结构与传播波导间的间隔对光学性质的影响，发现此微腔波导结构具有较高的透射率，可以在特定波长位置实现滤波效果。基于上述理论设计三路、四路弯曲波导结构，实现表面等离子体波在弯曲波导处的分束、全反射等定向传输特性。该结构具有极强的光束缚效应，在纳米尺度对光进行传输，解决了光信号的反射、传输问题，在光集成、光通讯、光信息处理等方面有较好的应用前景。
光学器件 表面等离子体金属-介质-金属结构 光波导 光学谐振腔
基于金属-电介质-金属结构, 提出了一种带有支节的表面等离子体T型分束器, 采用有限时域差分法研究其透射率与结构参量之间的关系.计算结果表明: 改变T型波导中支节的宽度和长度, 输出波导表面等离子体功率周期性变化; 改变支节在T型波导支路中的纵向位置, 金属-电介质-金属波导中表面等离子体分束比周期性变化; 当分束比达到最大(或最小)时, T型分束器实现表面等离子体的定向传播.此外, 采用表面等离子体干涉理论解释了分束比呈周期性变化的原因.
表面等离子体 分束器 时域有限差分法 有效折射率 波导 传播特性 Surface plasmons Splitter Finite-difference time-domain Effective refraction index Waveguide Property of propagation
1 江南大学理学院光电信息科学与工程系, 江苏 无锡 214122
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
在对拓展重叠关联迭代引擎算法(ePIE)成像的轴向距离偏差问题进行详细分析的基础上指出，轴向距离偏差对再现图像所造成的影响在本质上和横向扫描步长误差所造成的影响完全一样；用含有位置搜索的ePIE算法进行图像重建时，轴向距离偏差所造成的影响理论上可以自动得以更正。
傅里叶光学 相干衍射成像 相位恢复 成像系统 光学学报
2014, 34(10): 1011003
1 江南大学理学院光信息科学与技术系, 江苏 无锡 214122
2 中国科院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
为了克服PIE成像中所面临的数据量过大的问题，将压缩感知理论用于PIE成像。将采样到的衍射斑稀疏变换并压缩后，可以显著减少需要存贮的数据量。再现过程中选用子空间匹配追踪算法(SP)或者正交匹配追踪算法(OMP)重构出散射斑的原始分布，用常规的PIE算法进行图像重建。模拟和实验结果均表明，当压缩采样率在30%的时候就能重构出很好的图像。和OMP重构算法相比，SP算法更适合在PIE成像中应用。
图像处理 PIE成像 稀疏 压缩感知 重构算法
江南大学光信息科学与技术系, 江苏 无锡 214122
单向激发表面等离子体，在光通信、集成光学、光刻等方面有着广泛的应用。从理论上提出了一种亚波长金属狭缝凹槽结构，利用背照射的激发方式，在金属膜表面实现了单向激发表面等离子体。设计过程中采用时域有限差分法进行数值模拟。首先改变凹槽的深度和宽度使得通过凹槽传播的表面等离子体的电场强度达到最低，并利用散射矩阵理论解释了其物理机制。然后基于表面等离子体干涉原理，改变狭缝与凹槽之间的距离使向背离凹槽一边传播的表面等离子体干涉加强，从而使金属狭缝-凹槽结构实现单向激发表面等离子体，最大分束比可以达到8。
表面光学 表面等离子体 时域有限差分 单向激发
国防科学技术大学 机电工程与自动化学院 ，湖南 长沙410073
针对指针调整将会在SDH网络与PDH网络交界处引起大幅度的低频抖动的问题，文章在现有研究成果的基础上，提出了一种基于序列调制的自适应抖动抑制方案，该方案采用新的基于统计预测和缓存监测相结合的比特泄漏周期自适应调制方法，可以有效地避免相同极性的网络工作模式转换所造成的缓存器溢出损伤；给出了实现序列调制的设计原理，计算了网络在非劣化模式和劣化模式下的比特泄漏周期指标和序列调制时间指标。仿真与实际应用表明，该方案可以简单而有效地解决指针调整抖动的抑制问题。
指针调整 抖动 自适应比特泄漏 序列调制 pointer adjustment jitter adaptive bit leakage sequence modulation
国防科技大学机电工程与自动化学院仪器系，长沙 410073
在递推公式并行扰码处理方法的基础上，提出了一种使用扩充比特进行帧同步扰码器设计的新方法．利用扰码序列的周期性原理，从理论上证明了并行扰码复杂度与扰码生成多项式的具体形式无关．无需计算并行扰码递推公式，简化了解扰码器的设计过程，只须用深度与生成多项式阶数相关的存储器和少量的读写控制逻辑就可以实现对任意字宽解扰码处理．该方法在FPGA设计与实现中得到了验证，实现了高效和低复杂度．采用该方法的处理模块已在光通信传输网前端处理系统中得到了应用．
并行扰码 扩充比特法 SDH传输网 Parallel scramble Extension bit method SDH transport network
国防科学技术大学,机电工程与自动化学院,湖南,长沙,410073
使用多普勒理论分析了一种典型的具有纳米级位移分辨率的双光栅测量系统.在以往的文献中,只是简单的列出光栅系统的位移测量公式,对系统的工作原理分析避而不谈.文中首先给出了系统的光路结构,分析了光栅的衍射序列,然后对光束入射和出射光栅的多普勒效应进行了数学建模,得到了最终的位移测量值与光学莫尔条纹之间的关系.最后分析了参考光栅的作用,并给出了这种系统的特点.
多普勒分析 光栅 位移测量 莫尔条纹
