分子电子学气体传感的集成光学系统的研究

利用介质光波导理论，分析和研究了集成光波导结构中局部介质折射率变化引起光传输特性的变化，并将此用于Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ干涉式光波导中，计算得到光传播常数与折射率变化的关系，从而获得了所需的相关规律。此外．还概述和分析了实施该局部介质折射率变化即具有传感功能的有机分子Ｌ－Ｂ薄膜（Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ膜）的分子结构与合成原理。     

弯曲光波导的本地场理论

本文从弯曲光波导的本地正交弯曲坐标系出发,展开MaxweII方程组,并借助于函数变换和普通小参数展开法导出了在o(1/R)近似下的弯曲光波导的修正场本地方程及修正传播常数。以圆光纤为例,讨论了一阶近似本地场形式及基模场在最大值处的场位移。与一些文献作以比较,我们的计算与数值方法相一致。本理论的特点是利用相应直波导的已知场来构造弯曲光波导的本地场,故本理论适应于分析任意截面,亦满足于在弱导条件下的弯曲光波导。     

一个四层非均匀平面光波导的色散方程

借助 W.K.B 方法,参照四层均匀平面光波导的色散方程,提出了一个适用于计算四层非均匀平面光波导传播常数的色散方程。理论分析与数值计算表明,该方程不仅适用于具有任意折射率分布的四层非均匀波导,而且计算步骤简单,精度高。在0.6～1.55μm 波长范围内,用我们的公式与严格解析公式进行计算,其结果的最大差值<±1×10~(-4)。     

只在一个方向以不均匀介质填充的均匀波导的模式理论

本文研究以介电常数沿一度空间变化的不均匀介质填充的直波导。重点讨论其传播模式和传播常数的计算公式,给出某些特殊情况的精确解,而过去所用的只是这些解的渐近的或多项式的值。在分析中,我们沒有对波导尺寸作任何限制,因而所提出的结果不仅适用于微波和毫米波的传输,同时也适用于光频波的传输。本文所涉及的波导问题的讨论结果是无法从现有文献中直接得出的,我们已经用微分方程的基本理论算出了这些结果,并且以介电常数沿传播方向变化的介质填充椭圆波导为例作了讨论。     

在包含不均匀介质的柱形波导中的电磁波传播问题

本文研究用介电常数沿一度空间变化的不均匀介质填充的直波导中的传播模式,并讨论这种结构中传播常数的计算方法。求出某些特殊情况的精确解,而这些问题的一部分过去只有漸近解或多项式解。对波导尺寸我们不加任何限制,因而文中所得结果适用于光波、微波以及毫米波的传输。在本文所讨论的波导问题中,所得结果不能直接从现有文献中导出。我们已经从基本微分方程理论中算出了这些结果。合流超几何函数理论在我们处理这些波导问題时用得很多。     

反应濺射Nb_2O_5光波导及其应用

本文详细报导了在LiNbO_3衬底上如何用反应溅射技术来备制高折射率Nb_2O_5光波导以及二维花样。该技术对备制若干集成光学器件,如波导间的联接,特別是对联接两个分开的Ti扩散LiNbO_3光波导,是十分有用的。我们研制的长度1mm的Nb_2O_5联接层,其插入损耗在障极倒角θ=30°时测得为1.2dB。我们还提出了用该Nb_2O_5材料在LiNbO_3衬底上做光柵透鏡的新建议,并对反应离子束刻蚀技术作了初步研究。     

LiNbO_3光波调制器的优化设计

在分析了外加电场对 LiNbO_3光波导导模作用的基础上,将外加信号引起的相移分解为理想相移和归一化相移,从而建立了一种对光波导调制器横向尺寸和纵向结构进行优化设计的新方法,并以共面波导强度调制器为例,给出了四组优化设计结果。     

非圆介质波导的实验研究

本文着重研究了非圆介质波导(椭圆波导、矩形波导、扁波导)的传输特性,在x频段测量了这些波导的传播常数、場分布和場扩张半径等参数,从而指出:非圆波导的传输特性优于圆波导,而非圆波导的奇模工作优于偶模工作。这为探索新型光纤和集成光路的进一步研究工作提供了有益的依据。     

关于椭圆内接（外切）n边形面积最大（小）值的计算公式及其推广

《数学通报》87年第3期刊载了《椭圆内接四边形和三角形的最小面积》一文，只研究了两种简单图形，本人考虑了两种方法来推导椭圆内接（外切）n边形面积最大（小）值的计算公式．并推广到椭球面上，获得了类似的结果．首先推导单位圆的内接（外切）多边形面积的表达式：如（图1），设A1A2…An是单位圆x2＋y2=1的内接n边形，点A1的坐你为（cosαi，sinαi；）．（i=1，2，…，n）。根据多角形面积公式，算得：仍如（图I），设D1D2…Dn是单位园x2＋y2=1的外切多边形，A1，A2，…，An是其切点，A1的坐你为（cosαi．sinαi），（i=1，2，…     

分层介质中有垂直金属壁时电磁波的散射

过去在分析具有金属带的分层介质波导中波的传播问题时,常假设金属带平行于介质分界面,但在封闭式介质波导的侧壁或内部也常出现金属壁垂直于分界面的情况,因而对它的分析是研究介质波导的一个基本问题.本文以文献[1]为基础,证明在分层介质波导的垂直金属壁上不可能有模式间的耦合,并得出了这种情况下各模的横向传播常数表示式.文中还以H波导为例,说明这些结果的应用.     

弯曲平板介质波导的辐射损耗研究

从精确的弯曲平板波导的本地标量波方程出发,使用 WKB 漏模理论分析了波导中 TE 和TM 模的辐射损耗。这里考虑了介质波导由于弯曲而引起的传播常数的变化。本文的结果在一些有效的近似条件下,与目前现有的各种弯曲损耗公式相一致;而这些公式是采用完全不同的方法得到的。     

各向异性媒质填充圆波导中对称模的传播

从圆柱坐标系下各向异性媒质中的麦克斯韦方程出发,对对称模的去耦纵向场方程进行变换求解,推导出各向异性媒质填充的圆波导的对称模特征方程。借助于合流超几何函数的渐近展开公式,对对称模的传播常数进行了数值求解。     

集成光学

集成光学是研究集成光路理论和应用的一门新兴学科。六十年代以来,集成电路逐渐发展到超大规模集成电路阶段。这一突飞猛进,不仅引起了电子学的革命,而且带动了别的技术领域向集成化方向发展。六十年代末,人们受集成电路的启示,设想把组成光路的各个部件,如光源、光波导、耦合器、调制器、虑光器、测探器等集成到一起,制备成集光电路。当时,异质结激光器已达到在室温下能连续工作上万小时的水平,这为集成光学提供了可靠的光源;1969年,光波导和棱镜耦合器研制成功,介质     

蓝宝石微带色散特性研究

本文将谱域导纳法推广应用于各向异性介质基片微带,通过详细的理论分析,导出了各向异性等效传输线的特性导纳公式,并考虑了导带厚度的影响,建立了各向异性介质基片平面传输线传播常数色散特性的计算机程序。用本文推导的结果进行数值计算,在2-18GHz内求得的蓝宝石微带色散曲线与文献[1]的结果吻合得很好。此外,本方法直接、简明、且计算量小、适用于各类微波平面传输线的分析。因而,其具有较大的工程实用价值。     

数值模式匹配法解波导混合模问题

针对任意非均匀介质填充波导问题，用数值模式匹配法进行了全波分析，给出了波导中电磁场的完整表达式和色散方程。所导出的公式皆为不含任何积分的代数运算，从而具有精度好效率高的优点。最后以部分介质填充波导为例进行了计算，所得结果与文献报道吻合一致。     

1.31μmAPE光波导及其相关器件研究

利用退火质子交换技术对工作波长为１．３１μｍ的Ｘ－切、Ｙ－传ＬｉＮｂＯ３单模光波导进行了实验研究与分析；测试了不同交换时间（ｔｅ）与退火时间（ｔａ）条件下的光波导近场模光强分布曲线；通过与单模光纤模场测试比较，获得了与单模光纤模场匹配的退火质子交换（ＡＰＥ）光波导，其中光纤—波导—光纤的插入损耗最低达到３．２ｄＢ；同时利用所研制的光波导制作了相位调制器与Ｍ－Ｚ型强度调制器，并对其低频调制特性进行了测试。     

LiNbO_3波导开关阵列—全封装、带尾纤4×4集成开关阵列

LiNbO_3波导开关阵列是一种可用于光子交换系统中的全封装、带尾纤的4×4集成光开关阵列,它选择了BOA型波导开关作为开关阵列的单元,由六个单元集成构成光开关阵列。在工艺上解决了低损Ti、LiNbO_3,波导的制作;用高纯Al_2O_3作缓冲层,增厚铬——金电极,完成了低损耗的光纤—波导的耦合。该集成光开关阵列具有插入损耗低、开关速度高、驱动电压低、有     

宽带集成光波导电场传感器

传统的电磁波接收装置是各种各样的天线,新型集成宽带集成光波导电场传感系统有激光器、保偏光纤、电场传感器、普通光纤、光探测器组成。电场传感器是整个系统的核心器件,它是一种利用光波导技     

脊波导宽频带电磁参数测试技术

针对高损耗介质材料电磁参数的宽频带测试问题,提出了利用脊波导进行测试的新方法,建立了电磁参数测试系统,并采用TRL技术进行了系统校准。该方法仅用3个波段的脊波导即可覆盖2.0～18.0GHz宽频带范围内的电磁参数测试,具有频带宽、体积小、测试精确度高等优点。     

铌酸锂电光长周期波导光栅

该文对用铌酸锂制作电光长周期波导光栅的研究进展进行了综述。讨论了用铌酸锂制作长周期光栅的难点,介绍了解决此难点所用的特殊铌酸锂波导的制作原理和方法,再重点论述了对铌酸锂电光长周期波导光栅的研究,包括包层模阶数、铌酸锂波导的结构参数对光栅性能的影响以及光栅的谐振波长的温度灵敏度。研究表明铌酸锂长周期波导光栅的强度和谐振波长可分别由电压和温度调控,使该器件能进一步开发成为新型高速动态光滤波器或调制器。目前在最佳样品中实现25dB光栅强度调控所需的驱动电压不超过49V,其谐振波长的温度灵敏度为-1.0nm/℃。