收藏本站
《南开大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

光子晶体THz器件及光子晶体光纤超连续谱产生的研究

张会  
【摘要】: 光子晶体是具有频率带隙的周期介电材料,自20世纪80年代光子晶体的概念提出以来一直受到广泛的关注。在光子晶体中各种缺陷的引入也为光子晶体的应用和发展提供了广阔的前景。特别是在太赫兹科学及技术这一新兴的前沿学科领域,光子晶体灵活控制电磁波传输的能力使之倍受关注。本文结合理论分析和实验研究,对近红外波段光子晶体光纤(PCF)中超连续谱的产生、THz波在光子晶体中的传输特性进行了系统的研究。利用液晶材料的双折射效应,探索和分析了用光子晶体实现THz功能器件的有效技术途径。论文主要研究内容和创新点包括以下几个方面: 1、为了将超连续谱应用于相干反斯托克斯拉曼散射共焦成像系统,我们在理论和实验上分析和研究了飞秒激光脉冲与PCF相互作用的多种非线性效应。利用分步傅立叶法对广义的非线性薛定谔方程进行了数值求解,在考虑高阶色散和非线性效应的情况下,对飞秒激光脉冲在PCF中的传输特性进行了模拟分析。研究了高阶色散、自陡峭、脉冲内拉曼散射效应对PCF中超短脉冲的传输以及最后超连续谱产生的影响。并在实验上分析了外界条件如入射激光的功率和中心波长对超连续谱产生的影响。 2、利用有限元法分析了在空芯PCF纤芯中填充二硫化碳、三氯甲烷、甲苯等高非线性液体后PCF的传输特性、模式及色散特点。在此基础上,系统分析了在液芯高非线性PCF中超连续谱产生的过程及特点。研究结果表明,该类PCF的零色散波长可在800nm左右调节,因此中心波长为800nm的钛蓝宝石飞秒激光可以在较短的距离(几个毫米)和较小的能量下产生比较平坦的超连续谱。 3、理论分析了THz波段填充液晶的光子晶体波导在磁场调控下的传输特性,在此基础上,提出了一种基于二维光子晶体波导的THz多功能器件的设计方案。利用平面波展开法和时域有限差分法对这种液晶调谐的THz光子晶体开关和滤波器的带隙结构、磁场控制下带隙的变化特点以及传输特性等进行了系统的分析。结果表明:在磁场控制的液晶双折射作用下,该结构的光子晶体波导同时具有开关和可调谐滤波的功能。 4、提出了一种基于布拉格光纤的高消光比THz开关结构。通过在包层中采用高阻硅和向列相液晶E7构成的周期性一维光子晶体结构,并施加外加磁场来控制液晶的取向,实现了对THz波的开关控制功能。数值模拟结果表明该结构的太赫兹开关消光比可达39.93dB。 5、通过分析二维正方形光子晶体中点缺陷和线缺陷的缺陷模特性以及缺陷模之间的耦合特性,提出了一种基于电场控制的液晶双折射THz可调谐窄带滤波器。此滤波器可实现中心频率从0.94THz到0.996THz的连续可调谐窄带(0.02THz)滤波。 6、提出了一种由两个点缺陷和上下载波导构成的波分复用和窄带滤波器的设计方案。当输入波导和输出波导平行时,这种光子晶体结构的透射谱中有两个窄带峰,其最小宽度可到0.015THz,可作为一种很好的波分复用系统。而当输入波导和输出波导垂直时,其中一个峰消失,此时可做为一种较好的窄带滤波器。
【学位授予单位】:南开大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN253

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 赵尚弘,陈国夫,赵卫,王屹山,于连君;THz射线产生技术及应用最新进展[J];激光技术;2000年06期
2 ;Collinear phase-matching study of terahertz-wave generation via difference frequency mixed in GaAs and Inp[J];Optoelectronics Letters;2008年03期
3 仪桂云,董鹏,王晓冬,刘丽霞,陈胜利;三维有序大孔聚苯乙烯的制备及表征[J];物理学报;2004年10期
4 周梅;陈效双;王少伟;张建标;陆卫;;THz波段的F-P光子晶体滤波器[J];物理学报;2006年07期
5 谢旭,钟华,袁韬,许景周,张希成;使用太赫兹技术研究航天飞机失事的原因[J];物理;2003年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴明在;孙兆奇;刘艳美;马永青;戴鹏;;简谐晶体高温比热的量子修正[J];合肥师范学院学报;2010年06期
2 孟影;张晓森;汪月琴;;用简并微扰法分析金属晶体中散射波较强情况[J];合肥师范学院学报;2011年06期
3 俞本立,毛红敏;光学超短脉冲整形的研究进展[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年02期
4 李嘉亮,陈益妹;热力学第三定律的一种新的论证方法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2005年01期
5 丁长庚;用近自由电子近似法计算硅的能带[J];安庆师范学院学报(自然科学版);1995年03期
6 于坤;郭笑天;;光强闪烁对大气激光通信系统误码率的影响[J];安顺学院学报;2010年05期
7 颜微子,孙力军,雒永太,熊红军;光纤延迟取样测量系统[J];半导体光电;2005年05期
8 刘洋;赵崇光;王蓟;张亮;王立军;;刻制单模和折射率渐变少模光纤光栅的研究[J];半导体光电;2006年01期
9 刘兆伦;李曙光;倪正华;侯蓝田;;微结构光纤中的相位匹配分析[J];半导体光电;2006年01期
10 李赟;吴重庆;李亚捷;付松年;;基于自相位调制原理的光纤非线性系数测量[J];半导体光电;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 肖浩;杨华;;振幅调制连续光控制梳状频谱产生的研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 谢栋;文建国;;一种适合低阈值中红外超连续谱产生的新型微结构光纤[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 储修祥;;激光通过中继镜传输与直接聚焦传输的作用范围比较[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 马会芳;郑龙;张霞;黄永清;任晓敏;;色散平坦微结构光纤中超连续谱的幅度噪声研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 夏兰叶;谢栋;文建国;文双春;;微结构硫化物光纤中中红外超连续谱的产生[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 钟万勰;姚征;张洪武;;界带分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
7 张磊;陆启生;李莉;;组合激光辐照CdS实验与耦合系数测量[A];第九届全国物理力学学术会议论文集[C];2009年
8 黄均平;;基于能量统一格式的多尺度有限元计算方法[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
9 柴常;;高阶效应对脉冲压缩的影响[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
10 李建华;王荣;徐智勇;朱勇;;一种新的应用小波变换的直接检测BOTDR系统[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏洪源;原子分子在δ-Pu上的吸附、离解与扩散过程研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 曲华;掺杂型ZnS纳米粒子的制备及表面修饰对其发光性质的影响[D];中国海洋大学;2010年
4 燕保荣;电磁波与低维固体表面等离体子相互作用的研究[D];华中科技大学;2010年
5 孙松;TiO_2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 何丽娟;新型光激放电测量装置研制及典型聚合物PSD谱[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 王亚珍;基于热力耦合的界面摩擦机理的研究[D];华南理工大学;2010年
8 齐新元;非线性光子学晶格中的光传播性质研究[D];南开大学;2010年
9 姚宗健;横向振动在周期复合结构板中传播问题的研究[D];北京交通大学;2010年
10 俞琳;非磁性离子掺杂宽带隙半导体磁性的第一性原理研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李冲;超导材料性质和半导体表面重构及表面合金性质[D];郑州大学;2010年
2 王志鹏;基于拉曼光谱下的A_2(MoO_4)_3材料热膨胀性研究[D];郑州大学;2010年
3 姜雅丽;La_2Mo_3O_(12)薄膜的制备和光学性能的研究[D];郑州大学;2010年
4 马明明;有限宽介观环中持续电流的量子尺寸与梯度无序效应[D];湘潭大学;2010年
5 刘心娟;纳米材料弹性及热稳定性的尺寸效应[D];湘潭大学;2010年
6 陈风;六角氮化硼纳米带的电子输运性质[D];湘潭大学;2010年
7 池剑锋;高速光时分复用系统传输技术研究[D];北京交通大学;2011年
8 罗定嘉;160Gbit/s 光时分复用系统中非线性光学效应的研究[D];北京交通大学;2011年
9 周楠;任意波形超短光脉冲发生器研究[D];北京交通大学;2011年
10 张振宇;微谐振环辅助马赫—曾德尔波长交错滤波器的研究[D];北京交通大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 高芒来,孔祥兴,张希,沈家骢;功能性超薄有序分子沉积膜的制备及其结构研究[J];高等学校化学学报;1993年08期
2 孔祥兴,张希,高芒来,沈家骢;接触角法研究氨丙基硅烷化石英表面[J];高等学校化学学报;1994年03期
3 张希,高芒来,王力彦,沈家骢;原子力显微镜研究APS化单晶硅衬底及单层MD膜表面[J];高等学校化学学报;1994年11期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李曙光,刘晓东,侯蓝田;光子晶体光纤进展及其应用[J];世界科技研究与发展;2001年06期
2 应一凡;;太赫兹频域层状一维光子晶体光纤结构研究[J];光通信研究;2011年03期
3 陈谦;蔡祥宝;;大空气孔光子晶体光纤色散特性的研究[J];科技信息(科学教研);2007年30期
4 贾敏;周明东;李照鑫;;基于光子带隙结构材料的分析及应用[J];物理与工程;2009年01期
5 邓兰馨;杨利;钱景仁;;高折射率材料填充的光子晶体光纤传输谱分析[J];量子电子学报;2007年03期
6 方晓惠;胡明列;刘博文;栗岩峰;柴路;王清月;;全固态带隙结构光子晶体光纤中非线性过程的数值模拟[J];量子电子学报;2008年06期
7 贾鼎;;FDFD计算光子晶体面外带隙[J];科技创新导报;2009年21期
8 郭夏锐;杨德兴;;带隙型光子晶体光纤微观弯曲传输损耗特性分析[J];光学学报;2010年08期
9 侯金钗;李曙光;刘司英;甄海龙;;光子晶体光纤包层中气孔和掺杂介质柱尺寸对光纤带隙特性的影响[J];中国激光;2009年03期
10 郭夏锐;杨德兴;;空芯带隙型光子晶体光纤整体空气孔包层导光特性研究[J];应用光学;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 唐宇;王洪;;光子晶体光纤的特性研究及其应用[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
2 马仪超;陈鹤鸣;;复式晶格光子晶体光纤特性分析[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
3 王则民;田和臣;倪修琼;;光子晶体光纤[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
4 刘艳格;王志;郑夕宝;韩婷婷;刘波;张昊;;基于功能材料填充光子晶体光纤的可控双折射特性及其应用研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
5 刘小龙;张霞;黄永清;郑龙;王亚苗;任晓敏;;光子晶体光纤表面增强拉曼散射衬底的研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(下册)[C];2009年
6 仲琦;张舒怡;钱小石;徐飞;陆延青;;光子晶体光纤中的模式干涉[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(下册)[C];2009年
7 王闵;代吉祥;杨明红;;光子晶体光纤化学腐蚀的数值模拟和实验研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
8 刘晓颀;孙伟民;姜宇;刘永军;于海娇;;圆环形光子晶体光纤特性分析[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
9 李相;陈胜平;司磊;;W型光子晶体光纤模型概述与滤波特性研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
10 孙伟民;刘晓颀;;多芯液晶光子晶体光纤优化设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈传武;光子晶体光纤项目通过验收[N];中国化工报;2010年
2 记者  陈超;碳纳米管技术首次检测出太赫兹光子[N];科技日报;2006年
3 本报记者  缪琴;神奇“太赫兹”改变你生活[N];成都日报;2006年
4 记者 于莘明 实习生 刘晓倩;我国首台太赫兹光源建成出光[N];科技日报;2005年
5 刘霞;集成太赫兹收发器在美问世[N];科技日报;2010年
6 齐芳;我国首台太赫兹光源出光[N];光明日报;2005年
7 本报记者 江世亮 邱德青 实习生 王禹;太赫兹:又一场“前沿革命”[N];文汇报;2006年
8 记者 李玫通讯员 邱妙芳;顶尖科学家聚深纵论前沿科技[N];深圳特区报;2007年
9 本报记者 杨蕾;在光的世界里驰骋[N];中国质量报;2010年
10 记者 任海军;有设备会“透视”可“分辨”爆炸物[N];新华每日电讯;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张会;光子晶体THz器件及光子晶体光纤超连续谱产生的研究[D];南开大学;2009年
2 史青;光子晶体光纤及其在传感领域的应用研究[D];南开大学;2010年
3 徐惠真;新型光子晶体光纤结构设计及应用研究[D];北京邮电大学;2011年
4 刘博文;全光子晶体光纤飞秒激光放大系统的研究[D];天津大学;2009年
5 何理;光纤环形激光器及光子晶体光纤在有源器件中的应用[D];北京邮电大学;2007年
6 郭铁英;新型光子晶体光纤及面向其应用的关键技术研究[D];北京交通大学;2010年
7 李宏雷;新型光子晶体光纤及其实用化相关技术研究[D];北京交通大学;2010年
8 闫贺;基于光子晶体光纤的表面增强拉曼探针的实验研究[D];清华大学;2009年
9 徐永钊;光子晶体光纤及相关通信光电子技术的理论与实验研究[D];北京邮电大学;2007年
10 刘兆伦;光子晶体光纤的光学特性分析与优化设计[D];燕山大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 耿鹏程;具有七芯结构及带隙特性的掺镱光子晶体光纤的研究[D];燕山大学;2010年
2 崔艳玲;新型光子晶体光纤的色散特性和带隙特性研究[D];燕山大学;2010年
3 唐娅荔;用于光纤传感器的带隙型光子晶体光纤的研究[D];北京邮电大学;2011年
4 周洪松;几种光子晶体光纤的双折射和带隙特性分析[D];燕山大学;2011年
5 付博;双折射光子晶体光纤的设计及其特性的研究[D];燕山大学;2010年
6 张磊;高非线性光子晶体光纤设计及其超短脉冲传输特性研究[D];燕山大学;2010年
7 王栋;光子晶体光纤中色散的研究[D];重庆大学;2010年
8 罗思行;利用光子晶体光纤产生纠缠光子对的研究[D];北京邮电大学;2010年
9 杨倩倩;双折射光子晶体光纤的理论与实验研究[D];燕山大学;2010年
10 李立肖;光子晶体光纤的双零色散和非线性特性的理论和实验研究[D];燕山大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026