摘要：传统的光学透镜存在体积较大、聚焦效率低、焦点半峰全宽较大以及在高数值孔径的透镜中性能表现不佳等问题。而光学超表面凭借其自身的亚波长结构,具有强大的操控光相位的能力。相比于传统透镜,超透镜具有尺寸小、厚度薄以及聚焦性能好等优点。本文提出一种基于目标优先算法的逆向设计方法,设计了一种基于低折射率聚合物材料的超透镜结构。其在传播方向上的厚度仅为3.2μm,在1550 nm的工作波长下,数值孔径为0.82,聚焦效率为72%。较传统设计方法而言,该方法具有计算复杂度低和设计效率高等优点。设计的器件可采用高精度微纳打印技术实现批量化的快速制造。考虑到超透镜在制备过程中存在制造容差,进一步讨论了超透镜轮廓偏移以及三维旋转操作对所设计的二维超透镜的影响。

摘要：提出了一种基于Michelson Gires-Tournois interferometer(MGTI)型不等带宽光交错复用器(interleaver)的新颖设计方法,可以简便地得到所有结构参数。通过z变换简化多镜GT腔(GTE)复杂的透射方向和反射方向光波电矢量的表达式,结合数字信号滤波器中椭圆滤波器的设计原理,利用极点值即可得到GT腔的腔长、臂长差和GT腔各镜面的反射率。给出了占空比为1:3的25 GHz不等带宽interleaver的设计实例,比较了采用不同GT腔结构的多组模拟仿真结果。分析了实现任意占空比interleaver的设计原理,给出了同一3阶结构情况下的4组不同占空比的设计实例,以及3组不同阶数下的占空比为1:4的该结构光交错滤波器的具体设计参数和结果。

摘要：以二元Fibonacci准周期结构的一维等离子体光子晶体为对象,在系统研究不同初始序列及周期数的该结构光子晶体带隙特性的基础上,给出了一种新颖的一维等离子体光子晶体结构,用于扩大全方位光子带隙.相比文献中的结构,该结构更简单(层数大大减少,且属于二元结构),全方位光子带隙宽度也更宽.此外,讨论了等离子体材料参数,如等离子厚度、等离子体频率、碰撞频率对该结构全方位带隙的影响,并与文献结构情况进行了对比.研究结果可为新型全方位反射器的设计提供重要的理论指导.

摘要：基于一维光子晶体异质结构的多帯隙交叠补偿思想,提出了一种新颖的混合准周期级联结构,用于扩大全方位光子带隙.该全方位反射器结构由Fibonacci准周期结构和Thue-Morse准周期结构级联构成,研究表明,相比单种准周期结构,其全方位光子带隙宽度有显著提高.系统研究了结构参数(如周期数、阶数、介质折射率和厚度)对该结构光子带隙的影响,通过与周期结构带隙特性的比较,分析了准周期结构易于实现多带隙交叠的原因,为更复杂带隙结构的补偿和展宽奠定了设计基础.

摘要：提出一个新颖的采用两个级联半导体光放大器(SOA)作为独立全光偏振调制器实现双信道偏振态位移键控(PolSK)光传输系统方案,并进行了实验验证。从发射机端输出的PolSK光信号具有四个偏振态,构成了两个独立的二进制数据信道。各信道数据可以采用不同的码制,码率以及不同的时钟信号。该系统方案,提高了通信系统的比特-符号比以及频谱利用率;又由于PolSK光信号功率恒定,减小了光纤链路中非线性效应对光信号的影响提高了通信系统长距离数据传输能力;在接收机端实现了光信号的直接偏振检测,简化了接收机的设计和成本;又由于采用了稳偏接收模块使接收系统能够实现稳定信号接收。构成了基于本方案的实验系统,进行了一系列基础实验和性能测试。分别进行了50 km,80 km以及100 km长距离光纤数据传输实验,实验结果表明所提出的系统方案是有效的。

摘要：以含有一层kerr非线性介质的一维光子晶体为对象，基于子层逆向递推算法，给出了非线性反射谱一种简单有效的数值计算方法．基于此方法得到了该结构在1535～l565nm范围内的非线性反射谱．当输入光强高于阈值时，缺陷模缓慢移动并出现弯曲倾斜的多值特征．分析了上跳波长、下跳波长随输入光强的变化趋势．研究了线性周期介质和非线性介质结构参数对反射谱的影响．研究表明：增加周期介质的周期、高低折射率比和非线性层厚度都能使缺陷模变窄，输入光强阈值和上跳波长、下跳波长的阈值波长降低；而非线性介质的三阶非线性系数增大时，输入光强阈值降低，但缺陷模宽度、上跳波长和下跳波长的阈值波长没有明显改变．这种多值特征对于设计光学开关、光学滤波器等有着重要的指导作用．

摘要：随着密集波分复用(DWDM)技术的不断发展,光学梳状滤波器(Interleaver)从原始功能的两路输出谱带宽相等的等带宽器件向不等带宽器件发展,以灵活应用于复杂网络的分插复用及不同网络平台间的过渡等。迈克耳孙Gires-Tournois干涉仪(MGTI)型interleaver具有结构紧凑、成本低、参数简单易调节、性能优异等特点,是实现interleaver的一个典型方案。从严格的数学角度推导了判定MGTI型interleaver周期的理论依据,并给出了几个具体的MGTI结构周期的判定实例。任何参数结构的MGTI型interleaver,当GT腔镜面反射率发生变化时,等带宽与不等带宽MGTI型interleaver的奇、偶两路输出光谱光强相交点处的特性不同。具体给出了该不同特性的实例。这些结论可用来指导设计满足不同周期和带宽要求的MGTI型interleaver,对设计特种光学干涉滤波器也可起到一定的指导性作用。

摘要：提出了一种基于强度检测的包层模谐振特种光纤传感系统。包层模谐振特种光纤是一种新型的传感元件,对折射率和弯曲等物理量十分敏感。利用它的光谱滤波特性,结合分布式反馈激光器的窄带光谱,可将传感参量改变而引起的光谱移动,最终转化为光强度的变化。在该传感系统中设置了参考光路,抑制了光源波动对实验结果的影响。分析了传感系统中其他影响传感精度的因素。这种方法基于光强度的测量,采用全光设计,无需机械部件调谐,具有方法简单、成本低廉等优点。通过实验,实现了0.0005 R.I.U.(单位折射率)的解调精度。

摘要：基于数字信号处理中的IIR理论,提出了一种基于MGTI型interleaver的新颖设计方法,可以简便地得到所求的各组结构参量.通过z变换简化透射方向和反射方向光波电矢量的表达式,分析了零极点位置对整个滤波器的影响,利用IIR中椭圆滤波器的设计方法得到Gires-Tournois腔的腔长、臂长差和Gires-Tournois腔各镜面的反射率.并给出了利用两个双镜Gires-Tournois腔替代两面全反镜所得到的三组不同参量,比较了采用不同Gires-Tournois腔所得到的相应的1、3、5、7、9阶interleaver的模拟仿真结果.

摘要：用两面镜级联的GT腔代替Michelson干涉仪的两面全反射镜,通过MGTI中的GT腔镜面反射率、腔长、干涉仪臂长差等结构参量的选择,得出了宽口和窄口输出谱3dB处带宽比分别为1.69、1.83、2.13和2.14的四组不等带宽、隔离度高、通带平坦且周期不等的输出光谱,并系统分析了这些结构参量对输出光谱特性的影响.模拟结果表明:可用此类MGTI结构设计出不同带宽比的不等带宽interleaver;输出光谱的平坦特性由GT腔镜面反射率决定,镜面反射率主要影响输出谱的通带带宽与隔离度,且对两者的影响程度不同;选择适当的GT腔腔长和臂长差可得到不同的光谱周期.