Design and Realization of InP/AlGaInAs Multiple Quantum Well Ring Laser

Using beam propagation method(BPM), key optical design parameters of InP/AlGaInAs multiple quantum well(MQW) ring laser were numerically analyzed. The influences of waveguide dimensions, curvature radius and gap size on the coupling efficiency were discussed. An InP/AlGaInAs MQW ring laser with radius of 350 μm was designed and realized. The experimental results show that the designed device, lasing at 1 563.2 nm with side mode suppression ratio higher than 20 dB, exhibited unidirectional bistability between the clockwise and counterclockwise modes.     

正交频分复用光通信实验系统设计与实现

设计了基于直接检测的正交频分复用(DD-OFDM)光通信实验系统,能够反映出OFDM光通信系统的主要特征,且离实用距离较近。DD-OFDM光通信系统包括OFDM信号的构造、OFDM信号的析构以及光纤传输3个部分功能,在实验中分别由任意信号发送器、数字系列分析仪以及自行搭建的光纤传输链路实现,实现了10 Gbit/s二进制序列经16QAM映射、64载波传输、在25 km单模光纤中的可靠传输。给出星座图和不同接收光功率条件下系统的误码性能的实验结果。为OFDM高速光通信的教学与科研提供实验平台和实验样板。     

Zn2SiO4∶Mn^2＋电子结构及光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函（DFT）理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法,对Zn2SiO4∶Mn2＋的电子结构（能结构、态密度）和光学性质进行了理论计算。计算结果表明,Zn2SiO4∶Mn2＋是一种间接带隙半导体,禁带宽度为2.934 eV;其能态密度主要由Zn-3d,O-2p和Si-3p决定;静态介电函数ε1（0）=2.82;折射率n0=1.75;吸收系数最大峰值为7.37×104cm-1;利用计算的能带结构和态密度分析了Zn2SiO4∶Mn2＋材料的介电函数、反射谱、复折射率以及消光系数等光学性质,为Zn2SiO4∶Mn2＋发光材料的设计与应用提供了理论依据。     

∑~-超子原子能级研究

对于奇异原子可近似视为Rydberg原子,并考虑Rydberg电子与原子实间的相互作用,由此方法计算核极化用以修正C.J.Batty光学模型势下的∑-208PB及∑-184W能级跃迁,其结果比用经典的方法计算出来的结果要精确得多,为超子原子的深入分析提供了理论上的依据.     

二维光子晶体可调谐光能量分配器研究

在四方晶格排列的二维光子晶体中移除一排介质棒形成线缺陷波导,在线缺陷波导的下方引入点缺陷．采用基于时域有限差分技术（FDTD）的数值模拟方法分析光波在两个通道中的透射特性,发现点缺陷可以选择特定频率的光波导通．当在点缺陷区域引入克尔非线性并选择具有一定频率失谐的光波入射时,从点缺陷波导输出的光透射率会随光功率的增大而增加．从而实现两个通道分光比的任意分配．该结论为设计光能量分配器提供了理论依据．     

原位固化法高效合成ZnO/环氧树脂纳米复合材料

ZnO纳米颗粒可以明显提高固化后环氧树脂的性能.本研究制备了ZnO量子点/环氧树脂复合材料,环氧树脂使用聚酰胺固化剂,在低温下短时间固化.合成过程中,使用正己烷取代丙酮作为溶剂,从而提高复合材料的机械性能.随后,使用紫外-可见透过光谱、荧光发射光谱和硬度等研究了不同制备工艺下ZnO/环氧树脂复合材料的光学性能和机械性能.结果表明,通过原位固化法将ZnO量子点与聚酰胺固化剂混合得到复合固化剂,将树脂与该固化剂混合后,可以在低温下固化得到具有较好机械性能和光学性能的ZnO/环氧树脂纳米复合材料.     

掺硫GaSe电子结构及光学性质的第一性原理研究

基于第一性原理密度泛函理论,采用局域密度近似的赝势平面波方法计算了掺硫元素红外光学材料Ga Se晶体的物性,包括晶体结构参数优化、微观电子结构和宏观光学性质.计算的纯Ga Se晶格常数的结果与其他实验值较吻合,随着硫含量的增加Ga Se1-xSx晶格常数呈减小趋势.计算得到的电子带结构表明,Ga Se1-xSx是直接带隙半导体材料,能带带隙宽带随着硫含量增加而逐步增加.通过分析计算所得的Ga Se1-xSx光吸收曲线发现该系列晶体具有良好的光学质量,随组分比增加,固溶体Ga Se1-xSx吸收曲线低能端光吸收限蓝移.     

耦合三量子阱中隧穿诱导的可控光学增益和吸收

考虑自发辐射相干,解析地研究了半导体耦合三量子阱系统中探测光和信号光场的增益和吸收性质。基于光与原子相互作用的半经典理论,通过建立耦合量子阱中自发辐射相干的理论模型,求得了系统的探测光和信号光场的线性极化率。结果表明,量子阱内部自发辐射相干强度及外部控制光场能实现对探测光和信号光的线性增益和吸收性质的有效调节,进而显示隧穿诱导透明单、双窗口及增益之间的相互转换。     

新型双路光纤高速着色复绕机及其工艺技术研究

详细介绍了新型双路光纤高速着色复绕机的基本机构和主要技术指标,并探讨了光纤着色固化工艺技术。     

辅助教学平台在“光纤通信”课程中的应用

针对"光纤通信"课程讲授中"学生难学,教师难讲"的弊端,建立了基于光纤相关特性的辅助教学仿真平台。仿真平台的设计利用MATLAB的可视化用户界面,完成了对光纤通信性能参数的测量、光纤相关特性展示、光纤通信器件展示。结果表明结合仿真软件的教学手段有助于学生理解和掌握课程内容。