作者单位
摘要
西南科技大学 信息工程学院,四川 绵阳 621010
宇称时间(PT)对称原理已经被验证可以作为提高无线电能传输系统自由度的有力工具,但基于PT对称的并联-并联(P-P)拓扑结构无线电能传输(WPT)系统的工作范围仍然受到限制。为解决这一问题,提出了一种基于PT对称原理的并联-串并联(P-SP)补偿WPT系统。通过等效电路法化简系统电路模型,并利用耦合模理论(CMT)分析电容分配比对振荡频率、临界耦合系数、满足系统进入PT对称区域的耦合系数和负载电阻值范围以及传输效率等工作性能的影响。构建样机开展实验,以检验所提方法的适用性,结果表明:可以在仅损失2%系统传输效率的情况下,将传输距离由110 mm扩大到210 mm,该操作可为扩大应用范围、增加应用场景、优化激光无线充电系统中发送模块单元和接收模块单元的工作性能做准备。
无线电能传输 宇称时间对称 耦合模理论 P-SP拓扑 距离扩展 wireless power transfer parity-time symmetry coupled mode theory P-SP topology distance extension 
强激光与粒子束
2024, 36(3): 039001
Author Affiliations
Abstract
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Electronic Science and Engineering, School of Physics, College of Engineering and Applied Sciences, and Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210093, China
The microring resonator based on lithium niobate on insulator (LNOI) is a promising platform for broadband nonlinearity process because of its strong second-order nonlinear coefficients, the capability of dispersion engineering, etc. It is important to control the energy transmitted into the resonator at different wavelengths, as this becomes difficult for two bands across an octave. In this Letter, we study the effect of different pulley bus-resonator configurations on phase mismatching and mode field overlap. We achieve the control of energy transmission coefficients at different wavebands simultaneously and provide a general design methodology for coupled structures for broadband applications. This paper can contribute to quantum and classical optical broadband applications based on LNOI microring resonators.
lithium niobate on insulator broadband pulley bus waveguide coupled mode theory 
Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 051301
作者单位
摘要
桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室, 广西 桂林 541004
基于法诺(Fano)共振传感特性, 提出了一种金属-介质-金属(MIM)波导耦合矩形腔结构, 目的是为了实现高灵敏度、高可靠性的折射率传感检测。通过耦合模理论和有限元数值模拟仿真, 分析了矩形腔中有无内嵌金属板两种结构的Fano透射光谱特征, 并且进一步优化了矩形腔内嵌金属板结构参数, 最后阐明了结构参数对其传感特性的内在影响。结果表明, 当入射光以TM模式入射到矩形谐振腔时, 会形成两个Fano模式共振峰: 第一种模式的品质因数(FOM)达9.4×104, 灵敏度为700nm/RIU; 第二种模式的FOM达8.4×103, 灵敏度为1200nm/RIU。研究结果表明此结构设计实现了双Fano峰检测, 同时各个模式品质因数都很高, 这为高性能微纳光学折射率传感器的设计提供了一定的理论参考依据。
耦合模理论 MIM波导 矩形腔 Fano共振 折射率传感 coupled-mode theory MIM waveguide rectangular cavity Fano resonance refractive index sensing 
半导体光电
2023, 44(1): 76
作者单位
摘要
南京邮电大学电子与光学工程学院,江苏 南京 210023
提出一种用于密集波分复用系统的光子晶体光分插复用器,该器件为由一个光子晶体Aubry-André-Harper(AAH)谐振腔、一个光子晶体AAH反射腔以及两个光子晶体波导组成的三端口反射腔型光分插复用器。基于耦合模理论建立该结构模型,推导理论谱线并分析决定其传输性能的关键参数,根据理论结果指导基于三维时域有限差分法的仿真设计,得出器件的性能参数。仿真结果表明,该器件可以在1556.2 nm和1555.4 nm的工作波长下实现光波的上/下载功能。光子晶体AAH反射腔和锥形结构减小了光波在主波导上的泄漏和端口处的模式失配损耗,使得插入损耗与各端口串扰分别小于0.51 dB和-29.54 dB。所使用的AAH腔具有高Q值的特性,输出谱线的线宽仅为0.2 nm,尺寸仅为 19.35 μm×13.33 μm。该器件结构紧凑且简单,支持双信道分插复用,易扩展信道,可应用于密集波分复用/解复用器件,在大规模集成的高容量光通信系统领域中具有重要的应用价值。
光学器件 光子晶体 AAH腔 密集波分复用 耦合模理论 
光学学报
2023, 43(2): 0223002
Author Affiliations
Abstract
Anhui Key Laboratory of Optoelectric Materials Science and Technology, School of Physics and Electronic Information, Anhui Normal University, Wuhu 241002, China
The temporal coupled-mode theory (TCMT) has made significant progress in recent years, and is widely applied in explaining a variety of optical phenomena. In this paper, the optical characteristics of the metasurface composed of nano-bars and nano-rings are simulated. The simulation results are well explained by TCMT under the coupled basis vector. However, when the structural asymmetry is large, the fitting of results shows that the total radiation loss is not conservative, in contradiction to the requirement of traditional TCMT. We solved this inconsistency by introducing the propagation phase into the near-field coupling term of TCMT. The studies show that, unlike the local mode near the exceptional point which corresponds to the radiation loss of the bright mode, the global mode near the diabolic point is closely related to the propagation phase. Furthermore, the structure near the diabolic point shows characteristic cross-coupling with the change of period. This study proposes a new theoretical framework for comprehending the interaction of light and matter and offers some guiding implications for the application of TCMT to a variety of related domains.
temporal coupled-mode theory exception point diabolic point propagation phase 
Chinese Optics Letters
2023, 21(1): 010003
作者单位
摘要
临沂大学 自动化与电气工程学院, 山东 临沂 276005
基于光纤光栅的模式耦合理论, 用传输矩阵法对长短周期级联光纤光栅的传输谱特性进行分析。先由耦合模方程分别得到长周期光纤光栅(LPFG)、连接光纤段和短周期光纤光栅 (FBG)的传输矩阵, 然后将它们相乘得到总的传输矩阵, 最后再结合边界条件求得长短周期级联光纤光栅(CLBG)的传输谱。进一步对CLBG的传输谱进行了数值模拟, 并通过实验进行了验证。实验结果表明, CLBG的传输谱中出现了由纤芯模和包层模耦合形成的两个谐振峰, 与模拟计算的结果一致, 证明了传输矩阵法求解CLBG传输谱的可行性, 为CLBG在多参量传感和测量领域的广泛应用提供了理论支持。
长短周期级联光纤光栅 模式耦合理论 传输矩阵法 传输谱 long- and short-period cascaded fiber grating coupled-mode theory transmission matrix method transmission spectrum 
半导体光电
2022, 43(4): 677
Author Affiliations
Abstract
1 National Laboratory of Solid State Microstructures and College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China
2 Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210093, China
3 School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 201210, China
A 2-mm-long silicon-on-insulator grating emitter with a narrow angular full width at half-maximum (FWHM) and a high sideband suppression ratio (SSR) is proposed and designed. It consists of a Si3N4/Si grating with an approximate Gaussian emission profile along the grating length, which aims to reduce the sidelobe intensity of the scanning light in the far-field, thereby improving the resolution of the longitudinal steering resolution of the light detection and ranging (lidar). Numerical analysis shows that the angular FWHM of the emitted beam could be as low as 0.026° for a grating length of 2.247 mm and the input TE-like waveguide mode at 1550 nm, and the SSR could be more than 32.622 dB. Moreover, this Si3N4/Si grating exhibits a favorable fabrication error tolerance when considering the width and length variation of the Si3N4 overlayer in practice. Our design offers a promising platform for realizing integrated optical phased arrays for the long-distance solid-state lidar.
grating emitter coupled-mode theory genetic algorithm 
Chinese Optics Letters
2022, 20(12): 121301
作者单位
摘要
中北大学 省部共建动态测试技术国家重点实验室,山西 太原 030051
设计了一种基于双芯光纤耦合效应和游标效应的高灵敏度温度传感器,传感器是由2个相差一定长度的双芯光子晶体光纤和单模光纤级联构成。双芯光子晶体光纤通过级联实现游标效应,同时对纤芯中间的气孔填充乙醇实现温度传感。仿真结果表明,该温度传感器在35 ℃~45 ℃范围内的平均温度灵敏度可达−20.37 nm/℃。与单纯依靠双芯光子晶体光纤能量耦合效应的传感器相比,该传感器的温度检测灵敏度提高了10倍。
双芯光子晶体光纤 耦合模式理论 游标效应 光纤温度传感器 dual-core photonic crystal fiber coupled mode theory vernier effect fiber temperature sensors 
应用光学
2022, 43(3): 551
作者单位
摘要
1 苏州大学 电子信息学院,江苏 苏州 215006
2 中天通信技术有限公司,江苏 南通 226000
3 中天宽带技术有限公司,江苏 南通 226463
考虑实际光纤铺设过程存在的弯曲和扭转等扰动影响,对耦合模理论和耦合功率理论分别进行优化,得到多芯光纤串扰估计的一般模型。在不同光纤距离和弯曲半径情况下对串扰进行了仿真。结果表明,优化的耦合模理论模型的串扰呈震荡上升趋势,在相位匹配点附近,串扰累积增加,在非相位匹配点附近,串扰几乎不变,因此可以更好地反应光纤物理结构的波动情况。优化的耦合功率理论模型的串扰是线性的平均串扰,但是计算速度快。可以针对不同的实际情况选取适合的理论模型来估算串扰。
多芯光纤 耦合模理论 耦合功率理论 芯间串扰 空分复用 Multi-core fiber Coupled mode theory Coupled power theory Inter-core crosstalk Space division multiplexing 
光子学报
2022, 51(4): 0406003
作者单位
摘要
北京信息科技大学 光电测试技术及仪器教育部重点实验室 光纤传感与系统北京实验室, 北京 100192
针对啁啾光纤光栅的带通滤波特性, 设计了纤芯/包层复合结构的啁啾光纤光栅滤波器。基于光纤耦合模和传输矩阵理论及坐标变换方法, 对其光谱特性进行仿真分析, 验证了该光栅的双带通滤波特性; 对周期为536、537、538nm, 长度为8、10、12mm, 折射率调试深度为0.0002、0.0003、0.0004, 啁啾系数为0.05、0.10、0.15nm/cm的该结构光栅进行光谱模拟, 证明中心波长随周期增大而增大; 半峰宽度随长度、调制深度、啁啾系数增大而变宽; 反射率峰值随啁啾系数增大而降低, 随调制深度增大而升高。上述研究证明了该结构光栅具有双带通滤波特性, 且幅值带宽可调。
光谱学 双带通滤波器 啁啾光纤光栅 耦合模理论 仿真 spectroscopy double band-pass chirped fiber Bragger grating coupled mode theory simulation 
光学技术
2022, 48(1): 65

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!