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综述
钱琛江  谢 昕  杨静南  赵彦辉  [ ... ]唐 静  许秀来  
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摘要
光子晶体是介质介电常数呈周期性排布的结构,具有光子带隙,处于光子带隙中的电磁波无法在其中传播。二维平板光子晶体是通过在衬底上刻蚀周期性排列的空气孔柱而形成的结构,由于其具有优良的控制光传播的特性而得到广泛的研究和应用。介绍了在二维平板光子晶体中引入缺陷形成的光子晶体微腔和波导的方法和性质。通过调整几何参数控制微腔与波导之间的耦合,实现基于二维平板光子晶体的全光开关、光存储、单光子源等光学器件并讨论其在量子光学网络中的应用。
激光与光电子学进展
2017, 54(3): 30001
激光物理
童凯  杨青  张振国  牛力勇  苑海川  
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摘要
构建了一种金属-绝缘体-金属(MIM)表面等离子体布拉格波导结构,绝缘层为一维布拉格光栅结构。在布拉格光栅结构中引入缺陷,形成布拉格纳米微腔。这种纳米微腔结构可以将光子能量很好地局域在微腔中,且在金属与绝缘层界面上光子能量最强。分析了MIM 波导的色散特性,获得了谐振波长为1550 nm 时微腔的结构参数。同时利用时域有限差分(FDTD)方法讨论了绝缘层布拉格光栅周期数、绝缘层厚度、微腔长度对微腔品质因子Q 和模式体积V 的影响。通过合理的选择这些参数可以提高微腔性能,使其具有极小的模式体积V 和高的Q/V 值,可实现光子局域化。
中国激光
2015, 42(4): 402002
光通信
摘要
构建了一种三层混合光子晶体等离子体激元结构,分别为金属银(Ag)层,低折射率二氧化硅(SiO2)层和二维光子晶体层。这种混合光子晶体等离子体激元结构具有明显的横磁模(TM)模式带隙。在二维的光子晶体层的中心引入一个单元胞缺陷,形成缺陷腔结构。这种纳米尺度的光子晶体等离子体微腔的体积远小于传统介质的光学微腔,光子能量可以很好地被局域到低折射率层,实现了深亚波长尺度下的对光的限制。通过改变该混合光子晶体等离子激元结构的参数,利用三维时域有限差分(3D-FDTD)方法,分析了这种混合光子晶体等离子微腔结构的光学特性。分析表明:这种纳米微腔具有极小的模式体积0.0141 (λ/n)3和高的Q/V值。
中国激光
2014, 41(9): 905009
激光器与激光光学
杨清  霍玉晶  段玉生  张艳艳  
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摘要
报道了一种可用于产生窄带太赫兹(THz)波的超大频差双纵模NdYVO4激光器。该激光器基于薄片激光介质和微型腔来实现连续双纵模运转,两个纵模间的频差处于THz波段,通过调节激光器的腔长可实现频差在0.1~0.2 THz范围内的调谐;单个纵模的谱线宽度仅为20 MHz;激光束空间分布为单横模,光束质量M2因子为1.292;在630 mW抽运光下,输出连续激光功率为116 mW,斜率效率为18.53%,线偏振度为0.993。该激光器输出的双频光可被用作种子光经放大后来获得高功率THz差频抽运光,再在非线性晶体中通过共线差频就能实现窄带THz波辐射,理论分析表明THz波辐射谱线宽度约为THz差频抽运光的2倍,另外采用光斑半径为50 μm和峰值功率在千瓦量级的THz差频抽运光,在0.8 mm厚DAST晶体中可得到毫瓦量级的THz波输出。
光学学报
2013, 33(5): 514002
光纤光学与光通信
余建立  沈宏君  叶松  洪求三  
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摘要
采用二维正方排列的光子晶体,根据微腔缺陷模和波导模共振耦合原理,设计了一种新型的多信道下载滤波器,该滤波器通过主波导、90°弯波导和共振微腔的组合,提高了各个信道下载波导的下载效率。利用二维时域有限差分法模拟了滤波器的传输特性,并理论分析了影响下载效率的因素,进一步对滤波器进行了优化,使得各信道下载波导的下载效率均在91%以上。模拟结果表明该滤波器能有效地实现光波的分波下载,传输谱信道波长间隔约为20 nm,中心波长误差为±2 nm,传输谱的最大半宽度为3.2 nm,有良好的波长选择性,证实了增大下载波导和共振微腔的耦合区域可以有效地提高滤波器的下载效率。
光学学报
2012, 32(11): 1106003
光通信
尚佳彬  张伟刚  魏石磊  
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摘要
提出并实现了一种基于腔衰荡光谱(CRDS)技术的光纤微腔温度传感器。利用高频CO2激光脉冲技术在1060 nm单模光纤上直接刻蚀光学微腔,将其作为传感单元接入到光纤环谐振腔中,通过测量脉冲激光衰荡时间实现了温度传感。在24 ℃~93 ℃温度范围内,光纤微腔温度传感器灵敏度达到83.36 ns/℃,实验测量结果具有良好的线性度。
中国激光
2011, 38(9): 905004
光纤光学与光通信
张伟刚  刘卓琳  殷丽梅  
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摘要
实验发现飞秒激光单步刻蚀的光纤微腔两个反射壁与纤芯轴向并不完全垂直,微腔形状与飞秒激光经显微物镜聚焦后的焦点相对于光纤的位置有关。当激光经显微物镜聚焦于光纤侧表面时,刻蚀的微腔形状近似V型。与常规的光纤法布里珀罗(F-P)腔相比,V型光纤微腔干涉谱出现了自由光谱范围、微腔光损耗以及干涉条纹对比度与波长有关等反常现象。通过引入倾斜因子概念,构建了V型光纤微腔模型,推导出V型F-P腔干涉公式,初步建立了V型光纤微腔干涉理论。利用该理论研究了V型光纤微腔的干涉谱特性,数值模拟了不同倾斜度对光纤微腔干涉谱的影响。理论分析结果与实验光谱测量结果相符。
光学学报
2011, 31(7): 706007
实验技术与元件
江楠  杜飞  白然  向文丽  普小云  
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摘要
将石英光纤浸入染料溶液中形成圆柱形微腔,并采用近轴向消逝场抽运的方式,激发染料溶液的激光增益。柱形微腔回音廊模(WGM)激光抽运阈值能量的高低与抽运激光的消逝场和回音廊模消逝场的空间重叠程度有直接关系,同时也需要考虑低阶与高阶回音廊模损耗的影响。通过改变染料溶液的折射率以及光纤直径,来改变回音廊模的消逝场分布,从而改变两种消逝场空间重叠的体积以及回音廊模的损耗。实验结果表明,柱腔直径不变时,存在一个最佳的溶液折射率值; 同时,溶液折射率不变时,也存在一个最佳的柱腔直径,使得一阶回音廊模激光抽运阈值能量最低。
中国激光
2008, 35(5): 660
测量与计量
关宝璐  郭霞  顾晓玲  杨浩  [ ... ]邓军  高国  沈光地  
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摘要
采用微机械表面加工技术,成功设计并研制出具有GaAs基微光机电系统(MOEMS)悬臂梁结构的可调谐微腔发光二极管。对其工作特性进行了分析,测量得到悬臂梁载荷-位移关系曲线,并对微光机电系统悬臂梁可调谐微腔发光二极管进行调谐光谱测量。实验结果表明,在直流电流40 mA,调谐电压范围4~22 V时,波长从974.5 nm蓝移至956.9 nm,室温下波长调谐最大达到17.6 nm。在实验基础上,采用有限元方法对具有分布布拉格反射镜(DBR)结构的悬臂梁动力学特性进行了研究,模拟结果与实验结果吻合较好。当悬臂梁长度为400 μm时,最大位移达到411 nm,最大调谐电压达到24 V。
中国激光
2008, 35(2): 245
光电子学
摘要
采用时域有限差分(FDTD)法计算了含色散介质一维光子晶体微腔的透射谱,研究了缺陷模的频移特性。通过与无色散光子晶体微腔透射谱相比较,发现了介质色散导致的缺陷模频移现象,并详细地分析了中心频率、色散强度和衰减系数等色散介质参量和缺陷模频移的依赖关系。模拟结果显示,缺陷模的频移决定于中心频率、色散强度和衰减系数等色散介质参量的大小,通过合理的调节这些参量,可以有效地调节缺陷模的频率。
光学学报
2007, 27(5): 940
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00 11