摘要：设计了由半导体纳米线和半圆顶金属脊组成的混合表面等离子体波导.通过有限元法对这种波导所支持混合模式的深亚波长局域、传播损耗等特性进行了数值计算.结果表明,在工作波长为1.55μm的情况下,混合模式的最小模面积仅为0.001 81(λ2/4),同时保持20μm的传播距离;与同类结构波导相比具有模场面积小,光传播距离远等优点,在光子集成元器件及光子集成电路等领域具有潜在应用价值.

摘要：基于向列相液晶（NLC）和多模干涉原理,提出了一种新型的全光纤温度传感器。在两段普通单模光纤（SMF）中间熔接一段直径为200μm、长约为10cm的无心光纤（NCF）,之后将其插入充满液晶的毛细管中并用胶棒密封,实现液晶封装的SM-NC-SM结构的制作。其中,液晶可视为NCF的包层,基于NLC的温度-折射率可调性和热光系数大的特性,能通过SM-NC-SM结构传播的光受到温度调制,通过检测特征波长的漂移实现外环境温度测量。实验测得在27~67℃温度范围内的灵敏度高达626.6pm/℃,并得到特征波长漂移与温度良好的线性关系,其线性度为99.23%。利用设计的传感器搭建了实用的光电检测系统,将波长漂移量的检测转换成电压大小的测量,测得相对误差小于4%。本文设计的传感器结构简单、成本低和灵敏度高,为温度传感应用提供了一种新方法。

摘要：为了实现高Q值极小模体积的表面等离子体微腔,提出一种混合表面等离子体微盘腔,介质微盘上放置横截面为矩形的金属纳米环形条,微盘腔中间由低折射率材料隔离.用有限元法对混合微腔的模式特性进行数值模拟,研究了其品质因子、有效模式体积和腔外能量比随器件几何尺寸的变化规律.结果表明,所设计微盘腔具有较低的传播损耗、较强的光场约束能力和较高的腔外能量比,品质因子高达7 000,最小模体积仅为0.315μm3,可实现高灵敏度折射率传感.

摘要：设计了一种新型高双折射光子晶体光纤,即其包层引入椭圆形空气孔,且以三角晶格方式周期排列,纤芯引入亚波长尺寸(～0.16μm)的微型双孔结构阵列.采用全矢量有限元法和各向异性完美匹配层边界条件分析了该型光子晶体光纤的双折射特性和色散特性,详细介绍了该光子晶体光纤在不同的椭圆率、椭圆归一化面积、微型双孔孔径、两小孔之间间距的情况下双折射和限制损耗随波长的变化曲线.模拟结果表明,通过同时在包层和纤芯引入非对称性,获得了较高的双折射(～10-3量级)和极低(～10-4 dB/km)的限制损耗.提供了一种新的光子晶体光纤设计方法,即通过同时在包层和纤芯引入新结构来同时获得高双折射和低损耗.

摘要：表面等离子体激元(SPP)微腔具有很高的品质因子和极小的模式体积,在光电子器件研究方面具有重要的应用价值。采用有限元法对表面等离子体激元的金属覆盖介质微盘谐振腔进行理论模拟,研究考虑微盘底半径、介质层厚度及金属膜厚度等参数对微盘表面等离子体模的品质因子及模体积的影响。研究表明,在光通信波段1550nm附近获得高品质因子(1000以上),极低模式体积的表面等离子体微盘。最后研究了利用优化设计的微盘进行折射率传感的应用,获得了高达300nm/RIU的折射率传感灵敏度。

摘要：提出了一种新型折射率传感的双芯光纤,该型光纤横截面有两个纤芯且竖直对称分布,光纤中心引入一个小孔。采用全矢量有限元方法和传统的模式耦合理论分析了该双芯光纤的传感特性。基于该双芯光纤的两个纤芯之间模式耦合理论,研究结果表明该型折射率传感的双芯光纤传感器折射率传感范围为1-1.45,且灵敏度最高达到1028.5464nm/RIU。当宽带光入射到双芯光纤的一个纤芯时,通过检测可以在光纤输出端的另一纤芯上获得相应的光谱,其输出光谱随光纤中心小孔折射率变化呈类似正弦函数变化曲线。