1 咸阳师范学院物理与电子工程学院，陕西 咸阳 712000
2 西安理工大学自动化学院，陕西 西安 710021
3 陕西科技大学电气与控制工程学院，陕西 西安 710021
拓扑绝缘体（TI）是一种具有特殊能带结构的新型量子物态。它的体内结构像绝缘体一样不导电，而表面像导体一样具有金属性能够导电，能够实现无损耗传播能量和信息，良好的光学透射率。利用平面角谱展开法和传输矩阵理论研究了拉盖尔-高斯（LG）光束入射分层拓扑绝缘体（TI）薄膜的相位分布特征。数值结果表明，反射场和透射场中LG光束的相位结构会随着拓扑磁电极化率（TMEP）的变化而变化，尤其是p波的相位分布中心轴发生左移或者右移的现象。拉盖尔-高斯LG光束入射分层拓扑绝缘体介质薄膜相位分布特征在无线激光通信、光学囚禁、微粒操纵、非线性光学以及信息编码等领域有一定意义。
表面光学 拉盖尔-高斯光束 拓扑绝缘体 相位结构 分层介质 传输矩阵理论 激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0524002
1 杭州电子科技大学通信工程学院，浙江 杭州 310018
2 长春理工大学空间光电技术研究所，吉林 长春 130022
利用传输矩阵理论，对一种双Sagnac环滤波器的传输特性进行了理论推导和仿真分析，该滤波器由两段不同长度的保偏光纤(PMF)并联构成。仿真结果表明：该滤波器具有偏振无关和通道间隔可调的特性。对双Saganc环滤波器的传输谱进行了实验测试，通过调节滤波器中的偏振控制器(PC)，可以实现通道间隔的可调操作，调整入射光的偏振态并不会改变光谱形状，与理论分析得到的结论一致。最后，为了验证双Saganc环滤波器在激光器系统中的通道间隔可调特性，设计了一种基于四波混频(FWM)效应和双Sagnac环滤波器的通道间隔可调多波长掺铒光纤激光器。实验结果表明：该激光器可以输出通道间隔为0.9 nm或0.35 nm的多波长激光，这与仿真结果以及测量结果一致。
光纤光学 光滤波器 传输矩阵理论 双Sagnac环 通道间隔可调 偏振无关
1 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
2 北京工业大学 光电子技术教育部重点实验室, 北京 100124
为增加可调谐激光器的波长调谐范围, 提高系统的可靠性和稳定性, 基于液晶的电控双折射特性, 设计了一种中心波长为852 nm的内腔液晶可调谐垂直腔面发射激光器结构。分析了该结构获得宽范围波长调谐和单偏振稳定输出的物理原理, 利用传输矩阵法进一步计算整个器件下不同液晶层厚度所对应的反射谱, 得出不同液晶厚度和折射率下激光器的激射波长。结果表明, 液晶可调谐激光器单偏振波长调谐范围达到31 nm, 调谐效率大于10 nm/V。
激光器 可调谐半导体激光器 液晶 传输矩阵理论 波长调谐范围 lasers tunable semiconductor laser liquid crystal transmission matrix theory wavelength tuning range
1 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心
2 江苏省气象探测与信息处理重点实验室
3 南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 南京 210044
以新型的石墨烯材料为压力敏感膜, 设计了一种基于法布里-珀罗干涉的光纤微压传感器。利用薄膜光学理论, 分析了不同层数石墨烯膜的反射率特性。仿真结果表明, 增加层数可以提高石墨烯膜的反射率。根据光传输矩阵的理论, 研究并模拟了法珀腔的几何参数对反射信号的影响。通过分析对比几种大挠度圆膜应变的理论, 建立了石墨烯薄膜的压力敏感特性模型, 并利用ANSYS静态力学非线性对模型的挠度形变特性进行有限元仿真, 验证了模型的准确性, 为设计制作基于石墨烯薄膜的光纤微压传感器提供了理论基础。
石墨烯膜 微压传感器 法珀干涉 大挠度应变理论 有限元分析 光传输矩阵理论 graphene film micro-pressure sensor Fabry-Perot interference large deflection strain theory finite element analysis optical transmission matrix theory
1 郑州旅游职业学院 信息工程系，郑州 450052
2 重庆大学，重庆 400052
基于取样光纤光栅和传输矩阵理论研制了新型光子晶体，采用两种不同介电常数的材料交替排列的周期性结构，根据取样光纤光栅传输理论得到了设计结构的反射系数和透射系数。模拟分析和测试实验表明：所设计的光子晶体结构出现了多个反射峰，光栅长度增大时会导致反射率明显增大，反射峰数目增加，但反射峰的间隔不会发生变化；调制深度增加时，带宽会明显增大；随着折射率调制量的增大，反射峰数目会增加，反射率也显著增大(增大10%左右)。
光子晶体 取样光纤光栅 传输矩阵理论 反射峰 photonic crystal sampled fiber grating transfer matrix theory reflection peak
南京邮电大学 光电工程学院, 江苏 南京210023
有机活性材料的低载流子迁移率使得有机光伏电池的电极收集到的电荷较少。增加活性层光吸收能够增加激子的产生数从而增加电极收集到的电荷, 提升器件的性能。通过对器件模拟的方法, 研究以P3HT∶PCBM为活性层的薄膜太阳能电池的光学性能。 在此基础上, 提出采用镀多层高反射膜的方法改善电池器件的光学性能。结果表明: 活性层厚度对电池器件的光吸收起到主导作用; 镀多层高反射膜在活性层厚度小于160 nm、Ag厚度小于20 nm时能大幅度改善电池器件的光学性能, 光生激子总数随活性层厚度的增加而迅速增多, 并且在活性层厚度约为150 nm时为一个最佳值。
有机薄膜太阳能电池 传输矩阵理论 多层高反射膜 光学性能 organic film solar cells transfer-matrix theory multilayer high reflectance films optical performance
1 天津城市建设学院, 天津 300384
2 弱光非线性光子学教育部重点实验室 南开大学 泰达应用物理学院, 天津 300475
为了理解在三势垒结构中准束缚能级Ez和隧穿寿命对磁场的依赖性，采用传输矩阵的方法研究了在三势垒结构中的共振隧穿过程。分别研究了在三势垒结构中的透射几率特征和隧穿寿命。结果表明：随着中间势垒厚度L的增加，第一准束缚能级E1z增加，而第二准束缚能级E2z却减小。随着磁场强度B和朗道量子数n的增加，与第一和第二准束缚能级(E1z，E2z)对应的寿命τ缩短。对于B=15 和 n=15的情况，L对τ的影响很小。
共振隧穿 三势垒结构 传输矩阵理论 resonant tunneling triple-barrier structure transfer matrix theory
广东华南师范大学,光电子材料与技术研究所,广州,510631
采用光学传输矩阵理论对Al0.5Ga0.5As/AlAs材料分布布喇格反射器(DBR)进行理论研究,分析了-10℃到100℃的范围内,温度变化对不同DBR结构的反射光谱影响.结果表明:随着温度的升高,传统20周期DBR的反射光谱向长波长方向移动,速率约0.05 nm/℃,其中由线热膨胀系数带来的影响小于0.001 nm/℃.当传统DBR的周期数增大时,温度对DBR光谱反射率的影响在减小,同时DBR的反射谱峰值波长发生红移.为了降低温度对DBR反射光谱的影响,提出一种新型的复式DBR结构.分析指出:该复式DBR比传统DBR有更大的反射光谱半峰宽,基本能覆盖同温度的AlGaInP LED电致发光光谱,这对提高LED的出光效率有现实意义.
光电子学 布喇格反射器 光学传输矩阵理论 温度 Al0.5Ga0.5As/AlAs
