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零折射率材料电磁特性的仿真实验研究 下载:82 浏览:323

郭晓彤 刘美晴 王艺璇 魏果果 高华 《物理进展》 2020年5期

摘要:
零折射率材料是近几年发展起来的一种新型超构材料,它性质奇特、应用广泛,不仅活跃在科学研究的前沿领域,也很值得推介到"大学物理"及"物理实验"的课堂。本文用数值模拟的方法研究了Dirac锥光子晶体的零折射率材料的基本物理特性,用对比的方式给出了电磁波在零折射率材料不规则出射面的出射方向、零折射率材料内部电磁场的分布,以及零折射率材料平板的透过率与常规正折射材料的不同,并给出了零折射率材料的一个典型应用举例。研究结果与物理理论相吻合。仿真结果对于理解零折射率材料的特性以及设计零折射率材料的功能器件有很好的指导意义和参考价值。

二维光子晶体 下载:90 浏览:498

陈诚1,2 董志强1 陈昊文1 陈杨1 朱志刚1,2 施惟恒1,3 《应用化学学报》 2018年10期

摘要:
光子晶体是一种介电常数周期变化的功能材料,其基本特征是具有光子带隙。光子晶体理论诞生已三十年,基于理论及实验的研究取得了许多成绩。当所制备的光子带隙与光波的波长相当时,光子晶体材料抑制光子在一定频段内的传播。由于在光学、电学、热学、磁学等方面均有优良特性和潜在应用,光子晶体作为一种新型材料也越来越受到科研人员的青睐。不论在可加工性方面还是在传播特性方面,二维光子晶体的优势正逐渐体现出来。本文重点阐述二维光子晶体的研究进展,分别介绍了二维光子晶体的结构与性能特点以及近年来发展出的新型制备方法,如自组装法、刻蚀法、多光束干涉法等,并着重列举其在传感器、波导、光纤、太赫兹技术等领域的发展现状,表明二维光子晶体作为超材料具有巨大的发展空间和潜力。最后,本文对二维光子晶体今后的研究方向和发展前景作了展望。

基于自准直效应的光子晶体异质结偏振分束器 下载:48 浏览:373

左依凡 李培丽 栾开智 王磊 《现代物理学报》 2019年2期

摘要:
基于光子晶体的自准直效应和禁带特性,提出了一种具有非正交异质结结构的光子晶体偏振分束器.无需引入缺陷或波导,可使光波在该结构中准直无发散地传输并实现分束功能,对制造工艺的要求大大降低.利用Rsoft软件,结合平面波展开法和二维时域有限差分法,对提出的偏振分束器进行了仿真研究.结果表明,该偏振分束器在一个较大的频率范围f=0.275—0.285(a/λ)内可实现横电(TE)和横磁(TM)模的大角度偏振分离,TE和TM模的透过率均在88%以上,偏振消光比分别大于26.57 dB和17.50 dB.该结构可应用到太赫兹波段的传输系统中,a=26μm,尺寸大小为572μm×546μm,在91—95μm波长范围内可实现TE和TM模的分离.利用该结构可设计用于光通信系统(n=3.48)的偏振分束器,a=426.25 nm,结构仅为9.38μm×8.95μm.本方案结构简单,易于集成,有望在集成光路的发展中发挥重要作用.

等效零折射率材料微腔中均匀化腔场作用下的简正模劈裂现象 下载:49 浏览:332

徐小虎1 陈永强2 郭志伟3 孙勇3 苗向阳1 《现代物理学报》 2018年10期

摘要:
研究了零折射率材料微腔中人造原子与腔模的相干耦合现象.首先通过数值模拟的方法研究了在二维光子晶体微腔中填充阻抗匹配的零折射率材料后腔模的场分布.结果表明零折射率材料的引入使得原本以驻波场形式存在的腔模分布在整个微腔中变得近似均匀且值最大.其次,将人造原子放入腔中的不同位置并与腔模耦合,结果从频谱上观察到腔模的劈裂与人造原子在腔中的位置无关.最后,利用微波实验,通过开口谐振环等效的人造原子与一维复合左右手传输线等效的零折射率材料微腔之间的耦合验证了仿真结果的准确性.该结果为腔量子电动力学中量子点对位难的问题提供了新的方案,同时零折射率材料微腔也为今后研究原子与光子之间的相互作用提供了一个新的平台.

电磁波在高密度等离子体微柱腔体结构中的新传输模式 下载:59 浏览:398

焦蛟 童继生 马春光 郭佶玙 薄勇 赵青 《现代物理学报》 2018年6期

摘要:
超高声速飞行器再入过程中会因为等离子体鞘层而产生通信中断,俗称"黑障".近些年人们针对黑障通信的研究虽取得了一些成果,但仍然没能从根本上解决问题.本文从电磁波在高密度等离子体柱中的传输机理研究出发,借鉴二维光子晶体和表面波局域耦合相关理论,设计出了一种新型的等离子体微柱腔体结构,在这种特殊结构下L和S波段的电磁波在某些频段内出现了不同寻常的传输现象,即从高密度等离子体柱的内部穿过.这种新结构下的传输模式将为黑障通讯研究提供新的技术途径和方法.

二维光子晶体传输特性的时域精细积分法 下载:86 浏览:463

杨红卫 彭硕 高冉冉 《动力技术研究》 2019年11期

摘要:
本文研究了二维光子晶体的时域精细积分法,并对其精度、效率、以及稳定性进行分析.从麦克斯韦方程的微分形式出发,利用Yee元胞将空间微分算子近似为差分算子,结合边界条件及激励源的表达式得到一组关于时间的常微分方程.对时间进行精细划分,使用精细积分算法求解常微分方程组.结合通解与激励源的特解得到光子晶体两端的反射场及透射场分布,进而通过傅里叶变换求得二维光子晶体的传输特性.数值算例表明,本文方法具有准确、稳定、高效的特点.

非线性光子晶体环型腔线缺陷波导的慢光特性研究 下载:85 浏览:448

易佳 朱娜 《光电子进展》 2018年1期

摘要:
线性光子晶体中可获得较低的慢光速度是以牺牲带宽为代价的。本文通过在光子晶体圆环型腔内加入克尔型非线性材料,分别构建以三角晶格和正方晶格排列的非线性环型腔线缺陷波导,利用有限元法对其慢光特性进行了仿真模拟。结果表明:正方晶格具有更好的慢光效应,获得的最佳慢光群速度为0.0055c,在保证10-3c慢光条件下,可达到0.001的相对带宽;与线性光子晶体线缺陷耦合腔波导相比,带宽提高了两倍,实现了具有低群速度、高带宽特性的慢光效果,对进一步发展光子晶体的光缓存有着重要意义。

光子晶体光纤与熊猫保偏光纤熔接方法 下载:158 浏览:2687

甘德超 《光电子进展》 2024年6期

摘要:
光子晶体光纤具有温度系数低、弯曲损耗小、磁敏感度低、抗辐射等优点,应用于光纤陀螺能有效改善环境因素带来的误差,提高陀螺的环境适应性。但由于其特殊结构,很难和熊猫保偏光纤实现低损耗、高可靠性熔接,是影响其在光纤陀螺中实用化的重要因素。本文从光子晶体光纤的结构出发,分析了光子晶体光纤与熊猫保偏光纤熔接困难的原因,并通过优化熔接机参数,实现了光子晶体光纤与熊猫保偏光纤的低损耗熔接,并将熔接损耗控制在0.8dB,满足实际应用要求。

大功率光纤激光器关键技术与实现 下载:210 浏览:3230

柳斌 《光电子进展》 2023年9期

摘要:
本文在对高功率光纤激光器工作原理进行分析的同时,也讨论了高功率光纤激光器的关键技术与实现方式,并对高功率光纤激光器研究的新进展进行了综述,得出了高功率光纤激光器关键技术主要涵盖了谐振腔植被技术、光纤融合技术及包层泵技术。应用并行侧向泵浦技术,复合光纤光栅谐振腔的制备是解决上述关键技术的有效手段。与此同时,对新型结构的大功率光纤激光器进行开发,为光纤激光器输出功率及光纤激光器性能提升的一种必然趋势。为此,文章详细阐释了到功率光纤激光器关键技术和实现,希望对同行人士有所参考和借鉴,进而更好的为行业的稳定繁荣发展助力。
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