杜易达 1李宁 1薛文瑞 1,*李慧慧 1[ ... ]李昌勇 1,2,3
作者单位
摘要
1 山西大学物理电子工程学院,山西 太原 030006
2 山西大学激光光谱研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
3 山西大学极端光学协同创新中心,山西 太原 030006
本文采用多级方法(MPM)对涂覆石墨烯的双椭圆和圆柱并行纳米线波导的基模的有效折射率进行了计算,并采用有限元法(FEM)对计算结果进行了验证。本文研究了两种计算方法的结果之间的相对误差随MPM展开项数的最大值、工作波长、费米能、椭圆柱形纳米线的半长轴及半短轴、纳米线表面之间的横向间距,以及圆柱形纳米线的相对高度等变化的规律。通过对照计算结果得到以下规律:随着级数展开项数增大,MPM的结果越接近FEM的结果;随着工作波长和费米能增大,有效折射率实部和虚部的相对误差均增大;随着圆柱形电介质纳米线的半径和椭圆柱形纳米线的半长轴增大,有效折射率实部的相对误差增大,而其虚部的相对误差减小;随着椭圆柱形纳米线的半短轴增大,有效折射率实部的相对误差减小,而其虚部的相对误差增大;随着纳米线表面之间的横向间距和圆柱形纳米线的相对高度增大,有效折射率实部和虚部的相对误差均减小。这些现象均可以通过场分布得到解释。在本文的计算范围内,相对误差均保持在10-3量级。该研究工作为混合型电介质并行纳米线波导的设计、制作和应用提供了理论基础。
石墨烯 纳米线 波导 多极方法 有限元法 graphene nanowires waveguides multipole method finite element method 
光学学报
2023, 43(22): 2213002
作者单位
摘要
1 山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
2 山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室,激光光谱研究所, 山西 太原 030006
3 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
采用多极方法,通过改变工作频率、中间纳米线半径、中间纳米线高度、水平方向上纳米线之间的距离以及石墨烯的费米能,对涂覆石墨烯的三根轴心非共面的电介质纳米线波导所支持的5种低阶模的有效折射率实部和传播长度进行分析。当工作频率从30 THz增加到40 THz时,有效折射率实部增大,传播长度减小。当中间纳米线的半径从20 nm增加到55 nm时,有效折射率的实部增大,传播长度变化各不相同。当中间纳米线的高度从0增加到100 nm时,有效折射率的实部减小,除了模式5外,其他模式的传播长度都增大。当水平方向上纳米线之间的距离从160 nm增加到200 nm,石墨烯的费米能从0.4 eV增加到0.8 eV时,有效折射率的实部减小,传播长度增大。
表面光学 表面等离子体 石墨烯 波导 多极方法 模式 optics at surfaces surface plasmons graphene waveguides multipole method modes 
光学学报
2019, 39(1): 0124001
作者单位
摘要
1 山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
2 山西大学激光光谱研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
采用多极方法对涂覆石墨烯的并行电介质纳米线中的模式特性进行了解析分析,详细研究了工作频率、电介质纳米线的几何结构参数和石墨烯的费米能对模式的有效折射率和传播长度的影响。结果表明,通过改变工作频率和石墨烯的费米能可以便捷地调节模式特性。此外,纳米线的半径或间距小于50 nm时,对模式特性有调节作用;然而,当这两个参数继续增大时,它们对模式特性的影响逐渐减小。对比显示多极方法的解析结果与有限元法的数值结果非常吻合。
光学器件 波导 石墨烯 多极方法 纳米线 optical devices waveguides graphene multipole method nanowires 
光学学报
2018, 38(2): 0223002
作者单位
摘要
1 连云港师范高等专科学校 物理与电子工程系, 江苏 连云港 222006
2 南开大学 信息科学学院, 天津 300071
为数值研究中央空气纤芯半径对六重对称带隙导光型光子晶体光纤基模特性的调节, 采用全矢量平面波与多极方法分别计算出该类光纤的带隙结构及不同中央空气纤芯半径时可能存在基模的有效折射率, 由有效折射率分析了基模色散、非线性和限制损耗特性。数值结果表明, 中央纤芯半径越大, 色散越大, 长波长段色散随入射波长在零色散附近振荡变化, 在某一特定波长时非线性系数随中央纤芯半径的增大而增大;基模限制损耗总体随入射波长的增大而减小, 在某些纤芯半径处出现振荡特性。
六重对称带隙导光型光子晶体光纤 多极方法 中央纤芯半径 基模特性 C6v PBG-PCF multipole method central air fiber core radius fundamental mode characteristics 
光通信研究
2013, 39(2): 35
作者单位
摘要
1 连云港师范高等专科学校 物理系,江苏 连云港 222006
2 江苏大学应用物理研究所
3 江苏大学通信工程系,江苏 镇江 212003
用多极方法数值研究构成六重对称(C6v)全内反射型光子晶体光纤(TIR-PCF)各种结构参量对波长在1.55 μm基模非线性系数的影响.数值结果表明包层空气孔层数、空气孔直径、间距、相对孔径对基模非线性系数都有不同程度的影响,其中空气孔层数的影响较小,在其它参量不变时波长越大基模非线性系数越小.层数与间距一定在波长1.55 μm时包层空气孔直径越大基模非线性系数越大,层数与包层空气孔直径一定时间距越大(相对孔径越小)基模非线性系数越大,在层数与相对孔径一定时基模有效面积随空气孔半径与间距的同比增大而减小.
光子晶体光纤 多极方法 基模非线性系数 结构参量 Photonic crystal fibers Multipole method Fundamental mode nonlinearity confinement Structural parameters 
光子学报
2009, 38(6): 1438
作者单位
摘要
1 连云港师范高等专科学校 物理系,江苏 连云港222006
2 江苏大学 应用物理研究所,江苏 镇江212003
3 四川大学 物理科学与技术学院,四川 成都610065
用多极方法数值研究了六重对称全内反射型光子晶体光纤(C6v TIR-PCF)在1.55 μm波长处基模有效面积与包层空气孔层数、直径、间距和相对孔径的关系。结果表明层数的影响较小,在单一参数变化时有效面积随空气孔直径的变大而减小,随间距的增大而变大,在层数与相对孔径一定时有效面积随空气孔半径与间距的同比增大而增大。
六重对称全内反射型光子晶体光纤 多极方法 基模有效面积 结构参数 C6v TIR-PCF multipole method fundamental mode effective area structural parameter 
光通信研究
2007, 33(3): 45

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