宋梁 1,2贺钰雯 1,2王浩淼 1,2周坤 1,2,*[ ... ]唐淳 1,2
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 高能激光重点实验室,四川 绵阳 621900
基于有效折射率法建立了窄脊型波导数值计算模型,通过实验研究了InGaAs量子阱窄脊型波导半导体激光器偏振特性与横模之间的关系。根据理论计算,脊型波导中类TM模式在慢轴方向的有效折射率差更大,类TM模式的限制因子比类TE模式的限制因子更大、更容易出现慢轴高阶模式;而随着脊型波导的高度增加,快轴高阶模式被截断,类TE00模式的限制因子逐渐增加至与类TM00模式相近,慢轴高阶模式因其大的散射损耗被抑制,理论上可实现高偏振度、高光束质量激光输出。在实验方面,利用量子阱材料的增益偏振特性,通过脊型高度与宽度的设计,制备了高偏振度、基横模的窄脊型波导半导体激光器。
半导体激光器 光束质量 偏振度 有效折射率法 波导模式分析 semiconductor lasers beam quality polarization extinction ratio effective refractive index method waveguide mode analysis 
红外与毫米波学报
2024, 43(2): 158
Author Affiliations
Abstract
1 Zhejiang University, College of Optical Science and Engineering, New Cornerstone Science Laboratory, Interdisciplinary Center for Quantum Information, Hangzhou, China
2 Jiaxing Institute of Zhejiang University, Intelligent Optics and Photonics Research Center, Jiaxing, China
3 Shanxi University, Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Taiyuan, China
We propose to generate a sub-nanometer-confined optical field in a nanoslit waveguiding mode in a coupled nanowire pair (CNP). We show that, when a conventional waveguide mode with a proper polarization is evanescently coupled into a properly designed CNP with a central nanoslit, it can be efficiently channeled into a high-purity nanoslit mode within a waveguiding length <10 μm. The CNP can be either freestanding or on-chip by using a tapered fiber or planar waveguide for input-coupling, with a coupling efficiency up to 95%. Within the slit region, the output diffraction-limited nanoslit mode offers an extremely confined optical field (∼0.3 nm × 3.3 nm) with a peak-to-background ratio higher than 25 dB and can be operated within a 200-nm bandwidth. The group velocity dispersion of the nanoslit mode for ultrafast pulsed operation is also briefly investigated. Compared with the previous lasing configuration, the waveguiding scheme demonstrated here is not only simple and straightforward in structural design but is also much flexible and versatile in operation. Therefore, the waveguiding scheme we show here may offer an efficient and flexible platform for exploring light–matter interactions beyond the nanometer scale, and developing optical technologies ranging from superresolution nanoscopy and atom/molecule manipulation to ultra-sensitivity detection.
sub-nm confined optical field nanoslit evanescent coupling waveguide mode 
Advanced Photonics
2023, 5(4): 046003
作者单位
摘要
苏州大学 功能纳米与软物质研究院,江苏 苏州 215123
高性能材料研究使有机发光二极管(Organic light?emitting diode,OLED)取得了突飞猛进的发展,但是器件内部生成的光子由于光学损耗无法全部发射到外部空间,从而极大地降低了OLED效率,并阻碍了其在节能照明市场的应用。通过调控光损失区域的波传导,光提取技术能够有效抑制衬底、波导、表面等离子激元等损耗模式,理论上可使效率扩大4倍。具有1.05~2倍扩大效果的光提取技术已被大量报道,但与理论极限仍存在很大差距。为此,本文简要分析了OLED光学损耗模式,综述了近年来高效的、特别是能实现2倍以上扩大效果的光提取技术。
有机发光二极管 光提取 波导模式 微纳结构 organic light-emitting diodes light extraction waveguide mode micro-nano structure 
发光学报
2023, 44(1): 163
作者单位
摘要
兰州理工大学理学院,甘肃 兰州 730050
提出了一种基于样品连续旋转的高阶导模干涉刻写多层亚波长圆光栅的方法。利用有限元法模拟导模干涉场,以及坐标旋转矩阵和数值模拟方法研究对样品实施连续旋转曝光后的总光场。选取442 nm波长激光作为激发光,以TE5和TM51为例,研究了高阶导模干涉刻写制备多层亚波长圆光栅的光场分布。通过光场分布分析了多层亚波长圆光栅在X-Y平面的周期以及Z轴的周期和层数,这些参数可通过改变光刻胶厚度和干涉曝光的导波模式来调节。同一厚度光刻胶条件下存在着多种高阶导模,且同阶导模对应的激发角可以通过改变光刻胶的厚度进行有效调控。因此,通过选择不同厚度的光刻胶,选取曝光所用的高阶导模,可以刻写各种不同参数的多层亚波长圆光栅。该方法是制备多层亚波长圆光栅的一种简单而有效的方法,在微纳光学领域具有一定的应用前景。
光学设计与制造 微纳光刻 高阶导模干涉 多层亚波长圆光栅 
激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1122001
庄瑞 1,2洪晶晶 1,2刘爱萍 1,2,*周兴平 1,2王琴 1,2
作者单位
摘要
1 南京邮电大学量子信息技术研究所,江苏 南京 210003
2 南京邮电大学宽带无线与传感网技术教育部重点实验室,江苏 南京 210003
为了实现高集成度和高稳定性的三维光学芯片,必须对三维空间波导的耦合特性进行系统研究。本文主要研究三维集成光学芯片中波导之间的耦合问题。通过全波仿真的方法数值模拟波导阵列在不同架构下的电场分布,并分析平行波导间和交叉波导间的耦合效率与波导间距、周围介质折射率、工作波长和夹角之间的关系。在平行波导中,当两个SiO2基片上波导之间的中心间距为0.76 μm和耦合长度为72.5 μm时,垂直方向上波导间的耦合效率达到0.997。在交叉波导中,波导之间的耦合效率对波导夹角很敏感,当夹角大于10°时,波导间不发生耦合,可以通过调整波导间的夹角来控制波导之间的耦合。
光学器件 集成波导 光学芯片 耦合效率 波导模式 
激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1923001
作者单位
摘要
北京交通大学, 北京 100044
设计一种偏振不敏感、制作简单的一维双频吸收器, 该吸收器一个周期阵列中采用垂直方向上级联四对金属介质层。仿真结果显示, 可以实现偏振不敏感的双频吸收, 其吸收原理是根据磁激元共振对TM偏振波吸收和波导模式共振对TE偏振波吸收, 通过LC等效电路和本征方程来预测结构参数, 以及对电磁场分布进行分析来进一步了解吸收器的吸波原理。更重要的是, 一维偏振不敏感结构的吸收器对TM、TE偏振波的吸收是独立的, 且临近的金属-介质之间的距离对波的吸收影响很小, 这样使设计更加自由、灵活, 制作更加简单, 灵活性高, 覆盖的电磁波范围增大, 可以延伸到微波频段和太赫兹频段。这样的一维偏振不敏感双频吸收器的研究对以后实现一维偏振不敏感宽带吸收器有很大的意义,它将会应用到很多设备当中去。
偏振不敏感 一维结构 LC等效电路 磁激元共振 波导模式共振 双频吸收器 polarization insensitive one-dimensional structure LC equivalent circuit magnetic excitation resonance waveguide mode resonance double-frequency absorber 
光电技术应用
2017, 32(1): 22
作者单位
摘要
1 武汉光电国家实验室光电材料与微纳制造研究部, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学光电子科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
设计了一种用于窄带红外发射光源和窄带探测器的金属/介质/金属光栅的红外发射/吸收结构。采用有限差分时域(FDTD)方法,模拟了一维Ag/Si3N4/Ag光栅的反射谱。模拟结果表明,此结构对于TE模和TM模都支持很窄的中红外发射/吸收锋,在很宽的角度范围内发射/吸收中心波长处的发射率可以达到98%以上。此结构的独特发射/吸收特性来自于介质中波导模和金属表面等离子体模的激发。
探测器 窄带红外发射/吸收 有限差分时域方法 光栅 波导模 表面等离极化激元 
激光与光电子学进展
2011, 48(6): 060402
作者单位
摘要
1 河北工业大学 理学院,天津 300401
2 河北工业大学 信息工程学院,天津 300401
利用光导波方法,对不同电压下由棱镜、折射率匹配液及扭曲向列相液晶盒构成的全漏导模进行了实验研究,得到了不同外角所对应的全漏导模的反射光强度实验数据,并由斯涅尔折射定律转化为反射率随内角变化的数据,由此得到实验曲线。通过与多层光学理论给出的理论曲线进行比较,发现两者之间有一个很好的吻合,确定了扭曲向列相液晶盒在不同电压下的指向矢剖面。
光导波方法 扭曲向列相 指向矢剖面 全漏导模 多层光学理论 optical guided wave method twisted nematic director profile full leaky waveguide mode multi-layer optics theory 
液晶与显示
2011, 26(1): 13
作者单位
摘要
中国科学技术大学光学与光学工程系,安徽省光电子科学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230026
介质双折射率的传统测量方法有偏振光椭圆率测量仪和光学相干断层扫描等。提出一种新型的介质双折射率测量方法切向偏振光照明的泄漏辐射模显微镜激励波导模共振,通过对物镜后焦面的傅里叶光谱信息进行成像,测量介质的双折射率。分析了利用切向偏振光照明的泄漏辐射模显微镜测量介质双折射率的原理并测量了双折射率差为Δn≈0.005的偶氮聚合物薄膜的光致双折射效应,该方法可实现高灵敏度、高空间分辨率的双折射率测量。
测量 双折射 切向偏振光 波导模共振 
光学学报
2011, 31(1): 0112001
作者单位
摘要
1 休斯顿大学,休斯顿 TX 77081,美国)
2 休斯顿大学,休斯顿 TX 77081,美国
一种新型的采用AlGaAs材料设计制成的光波导显示了其在中红外激光器方面的应用.波导部分包含在两个GaAs的包层之间,两个包层的掺杂材料限制光场在波导中传播并且降低损耗.三个不同长度的波导经过切入式测量得到它们的内部传播损耗为1.5dB/cm和耦合损耗为9 dB.所采用的中红外激光器的波长是5.1 μm,输出功率在45毫瓦以上.从光波导输出的光功率只有几个毫瓦.
光波导 光模式 耦合损耗 Optical waveguide waveguide mode coupling loss 
光散射学报
2003, 15(2): 110

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