摘要：利用(1+1)维Snyder-Mitchell模型讨论了由强非局域介质构成的平面介质波导中同频率和同极化的双光束和三光束同向共同传输的相互作用过程,得到了任意斜入射双光束和三光束相互作用的精确解析解.强非局域空间光孤子的相互作用过程是其特殊情况.基于强非局域空间光孤子的相互作用原理,提出了实现光子开关、光子“同”(XNOR)和“或非”(NOR)逻辑的新理论方案,并讨论这些基本光子信息处理器件的优化设计问题.

摘要：设计和研究了基于阵列波导光栅的高精度折射率传感器。该传感器利用阵列波导光栅的阵列波导区域对相位差敏感的特性,通过在阵列波导区域挖槽来测量通过沟槽的液体的折射率变化。由于阵列波导之间的相位差变化会导致输出波导的输入面的最大光强位置的变化,所以通过入射窄带光源并计算其中两个输出波导的功率比的变化,就可以得到实时的折射率变化。利用傅里叶光学和光波动理论的方法建立数学模型,经过综合考虑各种因素,设计了合理的参数,通过拟合得到折射率变化和光功率比的解析式。这种方法能够有效地消除仪器的不稳定性、内部损耗和环境影响带来的测量误差,提高测量精度。

摘要：研制了一种基于菲涅耳反射原理的测量液体折射率的光纤传感器.该传感器采用普通FC/PC尾纤插头作为传感头.整个实验系统需要的元件少、光路简单.讨论了测量的基本原理和数据处理方法.采用相对强度的数据处理方法,有效地消除了光源不稳定性和光路中各种损耗所带来的误差,提高了系统的测量准确度.实验结果表明,测量准确度能够达到10-4量级,并且适合微量液体的测量.该测量方法还可扩展到固体、气体和其它与折射率相关参量的测量.

摘要：利用数值模拟的方法研究了倾斜入射的傍轴光束在有限宽非线性平板波导内的传输规律.研究发现,当不同波长相同束宽的光束各以临界功率倾斜入射波导时,如果倾斜角、入射点都一样,它们将沿大致相同的周期性的Z字形路径传输;如果光束功率进一步增大,相邻反射点之间的间距随传输距离有逐渐变大的趋势,Z字形路径不再有严格的周期性;当功率相当大时,光束将沿波导z方向传输,不再在波导的两个边界之间来回反射.利用倾斜入射光束在波导内的传输路径随功率而变的特点,设计了一个功率开关和一个光时分解复用器.

摘要：对一种新型结构的阵列波导光栅(AWG)进行分析,该阵列波导光栅具有非弯曲的阵列波导,使用两个渐变的折射率平板波导(GISLAB)分别作为阵列波导光栅的输入与输出。该器件在制备粗波分复用器件(CWDM)时可有效减小器件尺寸。利用傅里叶光学和波动光学理论建立数学模型,设计了非对称结构的AWG,其背景噪声比对称结构的AWG降低了20 dB,并可提高频谱宽度。利用反射镜和阵列波导光栅的路由特性设计了反射式阵列波导光栅,进一步减小了器件的尺寸。

摘要：提出并模拟证明了基于两个电光相位调制器实现抑光载波双边带(Radio on Fiber,RoF)双工传输系统设计方案.通过改变电光相位调制器的最大相偏量,实现了抑光载波双边带信号传输——使通信带宽加倍,而且很好地控制上下行传输信号的误码率.仿真模拟结果表明,发射功率为3dBm的光信号在无放大、色散系数为20ps/(***)、衰减系数为0.25dB/km的SMF-28单模光纤中传输时,其超高频RF调制信号的频率可达24GHz,数据码元传输速率可达2.5Gbit/s,传输距离40km以上.

摘要：利用光束传输法,分析设计了一种只由两个定向耦合器构成、能直接与单模光纤相耦合、易于集成的平面光波导(Planar Lightwave Circuit,PLC)型1.31/1.49/1.55μm单纤三向器.该器件的输入输出弯曲波导和耦合区平行波导均采用光束传输法进行优化设计,并对器件的折射率进行了容差分析,获得了当两个定向耦合器的耦合长度分别为6578μm、3953μm时,器件对各波长的隔离度均在47dB以上,且插入损耗小于0.05dB.

摘要：分析了用于消除门控单光子探测器电尖峰噪声的同轴电缆反射方案的特性.重点分析了该方案中,雪崩光电二极管的偏置电压和输出信号的变化特性.根据理论分析的结果,给出了不同的单光子信号与两个门控脉冲的时序关系的确定依据,以及该方案对电尖峰噪声的消除效果,同时给出了探测系统的最小探测周期.并对理论分析的结果进行了实验验证,实验中测得尖峰噪声的抑制比为25.1dB,实验结果与理论分析相符.这些分析结果将有助于红外单光子探测器的设计和性能的优化.

摘要：提出一种新的相位编码方案,使用差分和高效BB84协议实现量子密钥分发.在保留差分编码优势的同时,此方案进一步增加系统的安全性.Alice端随机选择{0,π/2,π,3π/2}中的相位对信号脉冲进行调制,Bob端随机选择{0,π/2}中的相位对信号脉冲进行调制.为了提高成码率和简化系统,以η(η→1)的概率选取{0,π}基对相位进行调制,此时系统运行差分编码,用于生成密钥;以(1-η)的概率选取{π/2,3π/2}基中的相位对脉冲信号进行调制.{π/2,3π/2}基的选用是为了增加系统维度和进行安全性评估,不用于生成密钥.设计相应的系统,利用微弱相干光脉冲在该新协议下进行编码,在接收端采用法拉第-迈克尔逊方式进行解码,在实验上实现了长期稳定的密钥分发,误码率<5%,传输距离达85km.

摘要：新型高效的纳米光波导器件的研制纳米集成光学的核心技术之一。Y分支波导作为最基本的分光和光路连接元件是纳米光学器件设计与制备的基础。运用时域有限差分(FDTD)法,模拟计算了基于表面等等离波子(SPP)的纳米Y分支波导的传输特性。结果表明,该新型Y分支波导在光通信波段可以实现大角度的分光功能,且在180°分支情况下,传输效率仍高达92.8%以上。另外,该波导还具有导波性能良好、对分叉处间隙缺陷大小不敏感及制作容差较大和器件尺寸在纳米量级等特点。对该新型光波导器件的研究为未来纳米集成光学器件的研制和应用有一定的指导意义。