Modeling of the refractive index profile of a femtosecondwritten waveguide in LiNbO3
飞秒激光脉冲系统允许以精确和永久的方式改变透明材料的光学特性。激光微加工技术可以在材料中直接写入光波导结构，这是光路制造的基础，研究激光微加工技术制备的光波导的主要特性是我们的兴趣所在。在这里，已经进行了所得的折射率分布的分析。这一特性对于集成光路的设计和模拟是必不可少的。特别是我们对铌酸锂（LiNbO_3）中的一对II型光波导的光耦合进行了研究，这些实验背景为我们提供了调整和测试恢复轮廓的元素，考虑到不同的轨道距离和写入能量，耦合长度和耦合比也会发生变化。然后根据其制造条件，对折射率分布进行重构.折射率分布的建模是进行光束传输模式模拟（BPM）以获得更真实结果的关键参数。因此，通过这种方法，有可能获得一个通用的程序来描述这类波导的特性。作为一个模型测试，集成波导被构建来证实它们的光耦合。在第一阶段，它是通过BPM模拟设计的，然后在X切割LiNbO3晶体中制造，以便根据进行的模拟检查其操作
2021-06-16 physics.optics
A study on refractive index sensors based on optical micro-ring resonators
在这项工作中，光学微环谐振腔的行为，特别是当用作折射率传感器，进行了详细的研究。考虑了两种结构，即一个线性波导耦合到一个圆形波导和两个线性波导通过一个圆形波导相互耦合。导出了最佳耦合条件，结果表明，在这两种情况下的谐振波长的条件，即在该波长处的透射光谱表现出下降（峰值），是相同的，只取决于圆形波导的几何特性和传播模式的有效折射率。后者，以及相应的模式分布，可以很容易地通过数值分析计算。基于有效折射率对环境折射率的依赖性来定义传感器的灵敏度。利用波导微扰理论的结果，确定了使系统灵敏度最大化的圆波导芯的几何特性。考虑单核和双核配置。我们发现，如果设计最佳，传感器可以检测到10^-4数量级的相对折射率变化，假设实验装置可以检测到3 × 10 ^-5数量级的相对波长偏移。最后，通过考虑在波导芯的表面上附着一薄层生物材料来检查系统作为生物传感器的行为。结果发现，当进行最佳设计时，该系统可以检测到10 nm层厚时10^-3量级的折射率变化，以及0.05折射率变化时0.24 nm量级的层厚变化。
2017-01-24 physics.optics
Design and Simulation of a Highly Sensitive Refractive Index Sensor based on Grating-assisted Strip Waveguide Directional Coupler
提出了一种基于光栅辅助条形波导定向耦合器的高灵敏度折射率传感器。该传感器的设计使用两个耦合的非对称条形波导与顶部加载的光栅结构中的一个波导。最大光在谐振波长处从一个波导耦合到另一个波导，并且谐振波长随覆盖区域中介质的折射率变化而变化是灵敏度的量度。所提出的传感器将是具有~ 104 nm/RIU的高折射率灵敏度和可忽略的温度灵敏度（<1 nm/0 ℃）的片上器件。传感器配置提供低传播损耗，从而提高灵敏度。灵敏度的变化与波导参数的建议传感器进行了研究，以优化设计。
2017-08-13 physics.app-ph physics.optics
Ultrafast Laser-Fabricated Fluoride Glass Waveguides with Exceptionally High Positive Refractive Index Change for Mid-Infrared Integrated Optics
本研究利用超快激光在氟化物玻璃中制备出折射率变化超过0.02的高正折射率变化波导，揭示了钡元素迁移致密化机制，实现了3D结构、新型可见光激光及中红外器件小型化，在传感与光谱学领域潜力巨大。
2024-11-18 physics.optics
Design of cycloidal rays in optical waveguides in analogy to the fastest descent problem
本研究类比经典力学最速降线问题，设计梯度折射率介质中的摆线光波导，揭示其频率相关聚焦成像及滤波响应特性。
2024-04-03 physics.optics
Guided Modes in Negative Refractive Index Waveguides
本文研究了线性导波在由负折射率材料制成的平板波导中的传播，即所谓的左手波导。我们揭示了左手波导中的导波具有一些特殊的性质，如基本模式的情况下，模式二重简并，和符号变化的能量ux。特别是，我们预测存在的新类型的导波与偶极子涡结构的指向矢量。
2002-11-05 physics.class-ph physics.optics
Multi-mode conversion via two-dimensional refractive-index perturbation on a silicon waveguide
模分多路复用技术为提高光通信的数据容量提供了一种很有前途的解决方案。波导模式转换是片上模分复用的关键。以前报道的模式转换器已被限制为从基模到一个特定的高阶模式的转换。在多模式转换过程中同时满足相位匹配条件是具有挑战性的。在这里，我们提出了一种可扩展的设计方法，克服了这一限制，并实现了通过一个全介质的二维元结构上的硅波导的六边形图案浅蚀刻的同时转换的多个模式。作为一个例子，我们实验演示了一个多模转换器，同时转换TEi模式到TEi+3（i = 0，1，2）模式。多模转换器的长度为16.2微米。TE 0-TE 3、TE 1-TE 4和TE 2-TE 5模式转换在1538 nm处表现出低插入损耗（0.4至1.0 dB）和合理的串扰值（-14.1至-16.5 dB）。
2019-11-25 physics.optics
Light control in a hemicylindrical whispering gallery microcavity-parallel plate waveguide system
我们已经表明，由半导体半圆柱体和介电波导组成的结构由薄金属层分离，允许有效和容易的光控制。在这样的系统中，可以确保低折射率波导的TE和TM模式与较高折射率的半圆柱体的对应回音壁模式之间的匹配，这种情况允许将谐振器尺寸减小到真空中的激发波长的量级，仍然具有大约2*10^4的相当高的Q因子。由于谐振器介质的显著电光特性，能够通过以10^（-4）的量级改变半圆柱体的折射率来有效地控制输出光强度。
2020-05-31 physics.optics
Influence of non-Hermitian mode topology on refractive index sensing with plasmonic waveguides
我们通过计算等离子体波导传感器在非厄米本征模空间不同区域的共振透射谱来评估其传感特性。我们阐明了使用模式色散计算孤立地预测等离子体传感器的性能，我们解决了使用一个简单的模型占本征模激发和传播的陷阱。我们的传输计算表明，谐振波长和光谱宽度至关重要地取决于传感区域的长度，因此，没有一个单一的标准从模式色散计算单独可以用作灵敏度的代理。此外，我们发现，最佳的检测限发生在定向耦合的支持，在最窄的光谱发生。这种窄光谱特征只能通过滤除输出端的所有高阶模来测量，例如，通过单模波导。我们的计算也证实了特征平方根依赖的本征模分裂相对于在例外点的介电常数扰动，我们表明，可以确定通过传感器拍长在谐振。这项工作提供了一个方便的框架，设计和表征等离子体激元波导传感器与实验测量相比。
2021-11-18 physics.optics
Reflectionless evanescent-wave amplification by two dielectric planar waveguides
利用负折射率板的倏逝波放大的基本物理，它表明，具有特定的空间频率的倏逝波也可以被放大，而无需任何反射，简单地由两个介质平面波导。简单的配置允许人们利用高折射率材料的高分辨率极限，而不与物体接触。
2006-10-17 physics.optics
Low Bend Loss, High Index, Composite Morphology Ultra-fast Laser Written Waveguides for Photonic Integrated Circuits
本文提出一种在硼铝硅酸盐玻璃中多遍激光写入的复合三维波导，通过协同热与非热改性机制实现高折射率对比度，将1550 nm下弯曲损耗截止半径从10 mm降至4 mm。
2025-05-07 physics.optics
Spontaneous emission interference in negative-refractive-index waveguides
分析了置于负折射率波导中的V型三能级原子的自发辐射。我们发现，在薄波导，高效的表面导模的支持，这不会发生在正折射率波导。此外，在低吸收下，与常规介电波导相比，模式密度以及因此进入特定常规导模的自发发射增强了几个数量级。发射到不同模式之间的不对称性和特定导模的增强允许在具有正交跃迁偶极矩的跃迁之间诱导强的自发发射干扰。
2009-02-17 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Mode conversion in nonlinear waveguides stimulated by the longitudinal bi-harmonic refractive index modulation
我们研究了非线性波导中的谐振模式转换的具体特征，其参数的双谐波纵向调制，其中包括波导深度的变化，以及它的弯曲（在一维情况下）或螺旋（在二维情况下）。我们证明了同时激发不同的奇偶校验和拓扑结构的能量权重可控的高阶模式的可能性。输出模式组成对输入功率的变化和与谐振调制频率的失谐高度敏感。
2014-02-21 nlin.PS physics.optics
Polarized micro-Raman studies of femtosecond laser written stress-induced optical waveguides in diamond
理解飞秒激光写入引起的折射率调制的物理机制对于定制所得到的光波导的性质至关重要。在这项工作中，我们采用偏振拉曼光谱研究应力诱导波导的金刚石，产生飞秒激光写入的起源。由飞秒激光在晶体中引起的折射率的变化来自于在波导中测量的应力。这一结果有助于解释波导偏振敏感波导的工作机理，并为优化波导偏振敏感波导提供了技术手段。
2018-01-18 physics.optics
Observation of asymmetric solitons in waveguide arrays with refractive index gradient
研究了具有横向折射率梯度的Kerr非线性介质波导阵列中的光传输，发现折射率梯度的存在导致了一些新的孤子族的出现。孤子与晶格局域线性本征模之间的有效耦合导致孤子形状的剧烈不对称性和孤子翼处的长尾现象。这种不寻常的孤子被发现是完全稳定的传输下，我们报告了他们的实验观察飞秒激光写入波导阵列与聚焦克尔非线性。
2014-05-20 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Improved selectivity of optical transmission through cascaded waveguide-metal-grating filters
本文分析了两个近场耦合、级联的金属光栅带通滤波器的谐振传输特性。响应，在最大效率和光拒绝的共振，超过两个隔离的过滤器的响应的简单卷积，同时保持良好的角度公差。在红外范围内，这种紧凑的结构的尺寸和技术集成是特别相关的检测应用的说明。
2021-05-21 physics.optics
Bimodal Plasmonic Refractive Index Sensors Based on SU-8 Waveguides
提出基于SU-8波导的高折射率对比度聚合物双模等离子体折射率传感器，实现6300 nm/RIU灵敏度，超越传统传感器，兼具低成本与CMOS兼容性。
2024-05-09 physics.app-ph physics.optics
Frank-Condon principle and adjustment of optical waveguides with nonhomogeneous refractive indices
两个不同的自聚焦的调整被认为是使用两个精确的公式表示的埃尔米特多项式的几个变量和定性的方法的基础上的Frank-Condon原则的模式连接系数。折射率的依赖性的几个例子进行了研究，并为这些例子的说明图。建立了二维振子量子态的层析方法与Frank-Condon因子之间的联系。
2009-03-23 physics.optics quant-ph
Broadband monolithic extractor for metal-metal waveguide based terahertz quantum cascade laser frequency combs
我们提出了一个单片解决方案，有效地提取光从太赫兹量子级联激光器与金属-金属波导适合宽带频率梳应用。该设计针对中心频率为2.6 THz的500 GHz带宽进行了优化。与标准金属-金属波导相比，观察到总输出功率增加了五倍。该提取器具有单瓣远场图案，并增加了频率梳的动态范围，以覆盖超过50%的激光动态范围。频率梳操作高达670 GHz的频谱带宽实现。
2017-03-29 physics.optics
Balanced Gain-and-Loss Optical Waveguides: Exact Solutions for Guided Modes in Susy-QM
利用达布-克拉姆变换的形式，研究了光波导中TE导模的精确可解折射率的构造。本文应用高阶超对称量子力学的有限差分算法，得到了点谱中包含全实本征值的复值折射率。新的折射率是这样的，如果在整个定义域上积分，则它们的虚部为零。这个性质，称为零总面积条件，确保光功率守恒，因此折射率显示平衡的增益和损耗。因此，在这项工作中报告的复值折射率包括但不限于奇偶时不变的情况。
2021-08-27 physics.optics quant-ph
High refractive index composite materials for THz waveguides: trade-off between index contrast and absorption loss
制备了二氧化钛掺杂聚乙烯的聚合物复合物，并用太赫兹-TDS表征了其线性光学性能。我们发现，高浓度的掺杂剂不仅提高了复合材料的折射率，而且可以显着提高其吸收系数。我们表明，布拉格反射器的设计基于有损耗的复合聚合物依赖于找到一个折衷的折射率对比度和相应的损失。与理想的无损反射器相比，小的吸收值也被示出是有利的，因为它使得能够平滑传输通带。制作的空芯布拉格光纤的传输测量证实了模拟结果。
2010-09-14 physics.chem-ph physics.optics
Analytical solutions for optical forces between two dielectric planar waveguides immersed in dielectric fluid media
本文研究了两个高折射率介质平板波导在低折射率介质流体介质中的光学（横向梯度）力。作为对之前研究的补充，我们通过使用Minkowski应力张量公式来扩展光学力计算，以便考虑非真空（和非空气）背景介质;我们根据有效折射率推导出一组非常简单的方程。波导本征模。我们还使用了归一化版本的色散关系的方法来计算的光学力，以验证我们的结果为不同的介电流体介质。所有分析的情况下，两种方法之间的良好的协议。我们发现，由于槽波导效应，TM模式比TE模式对流体折射率的变化更敏感。此外，反对称TM 1模式的排斥光学力变得更强的折射率，而对称TM 0模式的吸引力变得更弱。在这项工作中提出的方法和结果提供了一个严格的分析，在更广泛的材料和应用的光学力驱动的纳米光学机械设备。
2016-07-05 physics.optics
Thermally Induced Refractive Index Trimming of Visible-Light Silicon Nitride Waveguides Using Suspended Heaters
Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微结构物理研究所）；University of Toronto（多伦多大学）；Advanced Micro Foundry Pte. Ltd.（先进微电子代工厂私人有限公司）；Xanadu（仙纳杜）；SCINTIL Photonics（辛提尔光子学）
该研究展示了利用悬浮加热器对可见光SiN波导进行热诱导折射率微调的技术，实现了稳定的折射率变化，降低了器件偏置功耗，并揭示了潜在机制及热老化行为。
2025-04-30 physics.optics
Low bend loss waveguides enable compact, efficient 3D photonic chips
我们提出了一种新的方法来制造低弯曲损耗飞秒激光写入波导，利用激光诱导折射率修改的差分热稳定性。该技术由两步工艺组成;第一步涉及制造大型多模波导，而第二步包括热后退火工艺，该工艺消除了折射率分布的外环，从而实现C波段的单模操作。通过使用这个程序，我们报告波导与尖锐的弯曲（下至16.6毫米半径）和高（80%）的归一化吞吐量。这个过程被用来制造一个高效的3D，光子器件称为光瞳重映射器，第一次具有可忽略的弯曲损耗。该工艺还将允许基于10 - 100个波导的复杂芯片以短的制造时间在紧凑的足迹中实现。
2013-02-11 physics.optics
Refractive index sensing based on large negative Goos-H$\ddot{a}$nchen shifts of wavy dielectric grating
本研究利用波浪形介质光栅的准连续谱束缚态激发产生的大负Goos-Hänchen位移，通过测量耦合到相连平板波导的能流实现背景介质折射率传感，该方案可与光路波导集成。
2024-05-16 physics.optics
Diffraction-free nonevanescent nano-beams using the Fresnel-waveguide concept
强强度衰减限制了传统无衍射光学元件的使用。我们展示了一种可能的解决方案，通过使用具有适当选择的折射率的材料来限制使用菲涅耳型无衍射纳米级光学器件的指数强度衰减。这样的梁可以应用于技术和物理问题。
2013-01-16 physics.optics
Soft-proton exchange on Magnesium-oxide-doped substrates a route toward efficient and power-resistant nonlinear converters
尽管同成分熔融铌酸锂（CLN）具有吸引人的特性，但其遭受光折射损伤（PRD）。这种光致折射率变化阻碍了CLN在高功率密度下的使用，这是集成光学中的一个典型机制。通过在锂离子电池衬底中掺杂氧化镁，可以大大提高其抗PRD性能。然而，在MgO掺杂的衬底上制造波导不如CLN有效：波导制造过程强烈地降低了对PRD的电阻（如在Ti扩散波导中发生的那样），或者降低了非线性转换效率（如在退火质子交换中发生的那样）。在这里，我们制造，第一次，波导从MgO掺杂的衬底使用软质子交换（SPE）技术，我们表明，这第三种方式代表了一个很有前途的替代方案。我们证明，SPE允许产生几乎相同的折射率曲线上产生的CLN，而不减少在基板中的非线性。我们还证明，SPE并没有影响实质上的阻力PRD。由于CLN和MgO掺杂衬底之间的制造配方是相同的，我们相信SPE可能优于标准技术，以制造高强度光束限制的鲁棒性和高效的波导。
2017-02-18 physics.optics
Exact equivalent-profile formulation for bent optical waveguides
分析通过波导弯曲的光引导的一种普遍的、直观的和计算上廉价的方法是通过引入具有修改的折射率分布以考虑实际波导弯曲的等效直波导。在这里，我们修改了常用的等效折射率公式，结束了其简单的扩展，使严格的治疗一维和二维限制，均匀弯曲的波导，包括紧密盘绕的微结构光纤，弯曲脊波导和环形微谐振器。我们还表明，这种技术只适用于各向同性或单轴各向异性材料组成的波导，各向异性轴垂直于曲率平面。
2006-04-28 physics.optics
Recovery of graded index profile by cubic spline function
本文提出了一种利用三次样条插值函数由渐变波导的有效折射率恢复折射率分布的方法。通过对几种典型折射率分布的数值分析，证明了该插值模型可以很好地再现折射率分布。该方法可以可靠地反演多模（多于4个导模）和少模（2-4个导模）波导的折射率分布。
2004-11-18 physics.optics
Ultrafast Deflection of Spatial Solitons in AlGaAs Slab Waveguides
利用190 fs，1550 nm脉冲产生并偏转AlGaAs平板波导中的空间孤子，实现了空间孤子的超快全光偏转。转向光束被聚焦到靠近孤子路径的波导的顶部上，并且孤子由于由光学克尔或自由载流子（Drude）效应引起的折射率变化而被转向。观察到高达8 mR的角偏转。
2005-08-31 physics.optics
Femtosecond laser inscription of nonlinear photonic circuits in Gallium Lanthanum Sulphide glass
我们报道了飞秒激光在硫系镓镧硫化物（GLS）玻璃中写入单模光波导。采用多扫描制造工艺来制造具有对称单模引导和在800 nm波长处的低插入损耗的波导，与Ti：Sapphire超快激光器兼容。利用μRaman和X射线显微分析研究了GLS中激光诱导折射率变化的原因。波导的非线性折射率的测量进行了寻找的光开关参数的定向耦合器，证明了非线性特性被保存，证明GLS是一个有前途的平台，激光写入集成非线性光子学。
2018-08-27 physics.optics
Nonreciprocal Bloch Oscillations in Magneto-Optic Waveguide Arrays
我们发现，非互易光学布洛赫类振荡可以出现在横向磁化波导阵列中的波导之间的有效折射率阶跃的存在。示出了系统的正常模式，以获得不同的波数在相反的传播方向。这些正常模式之间的相位相干性和退相干的显着差异，并进行了讨论。通过在横向磁化的存在下在衬底/芯和芯/盖界面处施加不相等的垂直折射率梯度来建立非互易性。
2010-08-28 physics.optics
Mid-infrared quantum cascade laser frequency combs based on multi-section waveguides
我们提出了量子级联激光器（QCL）频率梳器件与工程波导管理的色散。QCL波导由具有不同波导宽度的多个部分组成。波导的窄段和宽段被设计成补偿彼此的群速度色散（GVD），从而为QCL产生平坦且略微负的GVD。QCL在激光器的大部分动态范围内表现出连续的梳状操作。在300 mA以上的宽工作电流范围内实现了强而窄线宽的模间拍音。梳状器件还具有相当高的输出功率（>380 mW）和宽的光学带宽（>55 cm-1）
2020-10-27 physics.app-ph physics.optics
Ultrafast Laser Inscription of High Performance Mid-Infrared Waveguides in Chalcogenide Glass
本文介绍了用超快激光刻蚀技术在硫系玻璃中实现中红外光波导。我们的方法是基于多芯波导，其中包括在一个正折射率通道放置在彼此平行的网格上的对齐。两种不同的网格进行了研究，不同的折射率之间的通道和玻璃基质的对比。在4.5 $μ$ m的波长的性能的详细分析表明，0.20 $\pm$ 0.05 dB/cm的传播损耗和耦合效率高于60%。
2019-08-09 physics.app-ph physics.optics
Optical Field Enhancement in Nanoscale Slot Waveguides of Hyperbolic Metamaterials
提出并论证了双曲型超材料纳米缝隙波导实现大的光场增强。通过数值计算和解析方法分析了双曲型超材料中空气缝隙内增强电场与波导模式耦合和介电常数张量的关系。超材料缝隙波导中的光强度可以比常规硅缝隙波导中的光强度强25倍以上，这是由于双曲超材料中支持的双折射率所实现的紧密光模式限制。用实际的金属-介质多层波导结构验证了电场增强效应。
2012-04-19 physics.optics
Hollow-Core Terahertz Optical Waveguides With Hyperuniform Disordered Reflectors
提出了一种具有超均匀无序反射器的新型空芯太赫兹波导，并进行了制备和表征。反射器包括与电介质桥连接的非周期性定位的电介质圆柱体。所提出的波导制造使用3D立体光刻打印机。所制造的波导的光学特性进行了研究，使用有限元方法进行数值计算，以及使用太赫兹TDS光谱实验。结果证实，所提出的波导表现出相当大的光子带隙（20%），即使当使用相对低的折射率对比度（树脂/空气）。带隙的位置可以很容易地通过改变反射器的几何参数来调整。
2017-02-17 physics.optics
Direct optical measurement of light coupling into planar waveguide by plasmonic nanoparticles
通过等离子体纳米颗粒将光耦合到高折射率材料的薄层中已经被广泛研究以应用于光伏器件，例如薄膜太阳能电池。在许多研究中，已经通过测量例如量子效率或光电流增强来研究这种耦合。在这里，我们提出了一个直接的光学测量光耦合到波导的等离子体纳米粒子。我们调查的波导内的导模的耦合效率，通过照射样品的表面，由一个玻璃载玻片涂有高折射率的平面波导和等离子体纳米粒子，而直接测量的光的强度发射出的波导边缘。这些实验通过透射率和反射率测量进行补充。我们表明，光耦合的强烈影响薄膜干涉，局部表面等离子体共振的纳米粒子和照明方向（前或后）。
2012-11-28 physics.optics
Transverse writing of three-dimensional tubular optical waveguides in glass with slit-shaped femtosecond laser beams
本文报道了基于横向飞秒激光直写技术在ZBLAN玻璃中制备埋管光波导的研究。用聚焦飞秒激光脉冲照射ZBLAN，导致改性区域的折射率降低。利用飞秒激光脉冲狭缝成形包层的方法，在包层的四个侧面形成了变模区的管状光波导，保证了单模波导的模场尺寸小至~ 4 μm。
2016-05-11 physics.optics
Propagation and perfect transmission in three-waveguide axially varying couplers
本文研究了一类三波导轴向变化结构，其动力学行为用su（3）代数描述。它们的解析传播子可以根据相应的李群生成元找到。特别是，我们表明，具有任意变化的耦合系数和相同的折射率的三波导结构对应的场传播子与轨道角动量代数。从第一个到最后一个波导元件实现完美传输所需的条件，并解析地阐明了特殊情况。
2014-01-06 physics.optics
Electro optic effect measurements for waveguide inscribed in X-cut LiNbO3 substrate using femtosecond laser direct writing process
本工作代表了飞秒激光微加工技术在波导制作中的一个特殊应用。更具体地说，我们报告的基础上的单模光波导结构的制造埋在X切锂晶体的飞秒激光直写方法的光调制器的发展。这里，在优化的写入条件下使用近场强度分布测量方法测量折射率分布的变化。已观察到折射率变化（Δn）在10-4的范围内。最后，通过在基片上分别构图电极结构，分析了飞秒写入光波导在632.8 nm和1550 nm波长下在外加电场作用下的强度调制特性。
2023-03-21 physics.app-ph physics.optics
Plasmon-soliton waves in planar slot waveguides: I. Modeling
我们提出了两个互补的模型来研究一维等离子体缝隙波导的稳态非线性解，缝隙波导由金属区域包围的有限厚度非线性介质芯制成。所考虑的非线性是聚焦克尔型。在第一个模型中，假设非线性项仅取决于电场的横向分量，并且与折射率的线性部分相比，非线性折射率变化很小。这第一个模型允许我们用雅可比椭圆特殊函数来解析地描述整个波导中的场分布。它还提供了一个封闭的非线性色散关系的解析公式。在第二个模型中，考虑了克尔非线性对电场分量的完全依赖性，并且不需要对非线性项的幅度进行假设。这种方法的缺点是必须用数值方法计算场分布。然而，分析约束，以减少参数空间的非线性色散关系的解决方案，寻求。
2015-06-29 physics.optics
Monolithic Integration of Mid-Infrared Quantum Cascade Lasers and Frequency Combs with Passive Waveguides
本文通过对接耦合实现中红外量子级联激光器与低损耗无源波导的单片集成，测得1.2 ± 0.3 dB/cm波导损耗，并实现室温连续波激射及频率梳运行。
2023-06-07 physics.app-ph physics.optics
Inscription of 3D waveguides in diamond using an ultrafast laser
利用超快激光加工技术在金刚石基体中制作了三维波导。在激光的焦点体积内的高强度导致金刚石分解成石墨相，从而导致相邻区域中的应力诱导的折射率变化。因此，在两个相邻的石墨轨道之间能够实现II型波导，但仅支持单个偏振态。我们表明，在激光加工过程中的自适应像差校正允许控制制造更复杂的结构下的金刚石的表面，可用于3D波导分离器和III型波导，支持两种偏振。
2016-07-28 physics.optics
Proposal of highly sensitive optofluidic sensors based on dispersive photonic crystal waveguides
对基于高色散二维光子晶体波导的光流体传感器进行了理论研究。结果表明，这些结构对用于调谐光子晶体波导色散的渗透液体的折射率非常敏感。对于dnl=0.002，波导模隙边缘偏移约1.2 nm。结合一级微扰理论，用能带结构理论可以很好地解释这种位移。这些设备是潜在的化学传感应用感兴趣。
2007-03-06 physics.optics
Limitations to bit-rate and spatial capacity of an optical data transmission channel
平板波导的最大比特率最终由波导色散决定。我们表明，虽然波导中的最大比特率与波导的宽度成反比，但每单位宽度的比特率（即，空间容量）减小，并且在零宽度波导的极限下，它收敛到一个与波导折射率无关的值。该值在性质上等同于自由空间中每单位宽度的传输速率。我们还表明，在3D波导（例如，纤维），与自由空间不同，空间容量在相同的限制下消失。
2002-06-13 physics.optics
Short pulse generation and mode control of broadband terahertz quantum cascade lasers
我们报告的波导工程技术，使产生的带宽高达1太赫兹和记录超短脉冲长度为2.5 ps的注入种子太赫兹量子级联激光器。报道的技术是能够控制和完全抑制宽带太赫兹量子级联激光器的高阶侧模通过引入侧吸收的金属-金属波导。侧吸收器由相对于激光脊的顶部金属化设置和附加的有损金属层组成。在连续波操作中，侧吸收体导致倍频程跨越激光发射，范围从1.63到3.37 THz，在10 dB强度范围内呈现出顶部725 GHz宽，以及具有442 GHz带宽的频率梳操作。已经进行了数值和实验研究，以优化的影响，侧吸收器上的发射性能，并确定所需的波导损耗的增加。此外，这些研究导致了更好地理解注入种子量子级联激光器的脉冲形成动力学。
2016-05-31 physics.optics
Optical characterization of PZT thin films for waveguide applications
为了研制电光波导，采用改进的溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备了Pb（Zr，Ti）O3陶瓷铁电薄膜。为了研究PZT薄膜的光学特性，建立了一套精确的折射率和厚度测量装置，称为M线装置。对PZT薄膜折射率和厚度的测量结果进行了实验不确定度评定和精度计算。利用该装置进行了两种不同工艺的压电陶瓷的制备研究。本文对一种制作工艺的再现性进行了测试，并给出了结果。
2014-05-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Cascaded two-photon nonlinearity in a one-dimensional waveguide with multiple two-level emitters
提出并理论研究了一种利用少量原子和光子实现一维级联光学非线性效应的模型。在我们的系统中的光学非线性介导的共振相互作用的光子与二能级发光体，如原子或量子点在一维光子波导。当发射极具有不同的跃迁能量时，波导中的多光子传输是非互易的。我们的理论提供了一个清晰的物理理解的起源，在级联非线性的存在下，非互易性。我们展示了各种双光子非线性效应，包括光子之间的空间吸引力和排斥力，背景荧光可以通过改变发射器的数量和发射器之间的耦合（由分离控制）来调节。
2013-08-17 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Numerical analysis of the propagation modes of photo-switching PDMS-arylazopyrazole optical waveguide and thin-film spectroscopic characterization
通过在聚二甲基硅氧烷（PDMS）聚合物中旋涂不同浓度的芳基偶氮吡唑（AAP）偶氮染料，在150 ℃下制备了一种新型的光响应性聚合物基体薄膜。利用这种新型的AAP分子开关，通过接触光刻和软复制方法在微米尺度上制作了固态PDMS-AAP波导。旋涂的光可切换材料的折射率可以通过使用不同浓度的AAP单元的可逆的反式至顺式光异构化行为来调节。当使用0.01 M的AAP单元溶液时，在340 nm的工作波长下，复合物的折射率在反式状态下为2.32，在顺式状态下下降到1.85。在0.020和0.03 M的较高浓度下，在相同波长下实现了宽折射率调谐。在0.030 M的折射率为2.65的反式状态和2.0的顺式状态。结果表明，折射率调谐的增加与复合膜的AAP单元的浓度有关。理论上，复合膜的光谱特性也用两种方法模拟：1）麦克斯韦方程组;和2）频率相关有限元，对于365/525 nm波长的调节信号，所提出的波导的不同传播模式显示出极好的一致性。此外，PDMS-AAP薄膜的光致异构化的紫外-可见光谱分析，以证明在固态的AAP部分的异构化响应。此外，初步的复合膜的光机械致动性能进行了研究。本研究中所描述的PDMS-AAP波导为可见-红外区域的光可调谐光子学应用提供了一种新的方法。
2023-02-05 physics.app-ph physics.optics
Role of ion migrations and structural reorganisations in femtosecond laser direct-written chalcogenide glass waveguides
首次解释了飞秒激光在镓镧硫化物（GLS）玻璃中直写正折射率波导的形成。拉曼光谱和电子探针显微分析（EPMA），分别提出了结构变化和离子迁移的证据。二维拉曼光谱图揭示了GaS 4主带对称振动的峰位移和半峰全宽变化。玻色子带的2D图首次被成功地用于识别和理解高折射率玻璃波导中的材料致密化分布。最后，EPMA提供了由于硫的离子迁移的证据和阴离子（S 2-）迁移引起的材料改性的观察也是第一次报告。
2018-06-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coupling Analysis of Electromagnetic Field Transverse Magnetic (TM) on 2D Photonic Crystals with Symmetrical Refractive Index Defect Using Tensor Green Method
光子晶体是具有周期性变化的折射率或介电常数的介电材料，从而阻止具有特定频率和方向的光的传播。该频率范围被称为光子带隙（PBG）。如果在光子晶体中取一根棒来改变光子晶体的结构，就可以得到波导。在给定的参数下，在波导通道周围设置对称缺陷结构，波导与腔体之间发生耦合。耦合是指在光子晶体中传输部分或全部的电磁场取决于电磁场的频率。格林张量法可以用来计算二维光子晶体中的总电场。借助MATLAB程序可以实现二维光子晶体总电场的可视化计算。通过对文献的分析，结合带隙图和缺陷处的场能量分析，发现耦合发生时产生最大能量的有效频率在带隙的中间频率区间。
2011-12-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Supersymmetry-enhanced Stark-Chirped Rapid-Adiabatic-Passage in multimode optical waveguides
我们提出了一种方法，有效地泵的多模光波导的激发模式从基模输入相结合的斯塔克啁啾快速绝热通道（SCRAP）和超对称（SUSY）变换。在一个双波导组中，我们通过调制一个波导的芯折射率来实现SCRAP，该波导与其SUSY伙伴渐逝耦合。SCRAP提供了不同波导模式之间的光强度的有效传输，而SUSY允许控制支持哪些模式。使用这两种技术允许实现高于99%的双模式波导的激发模式的泵浦的结晶度。此外，我们表明，SCRAP可以利用空间分离的基本模式和激发模式的叠加，以及如何超对称性也可以改善这种应用程序的结果。
2021-09-02 physics.optics
Density Effects on the Negative Refractive Index of a Split Ring Resonator Metamaterial
基于互补介质的完美透镜和隐身是负折射率材料的可能应用。超材料是通过调整有效介电常数和磁导率来实现这一特性的天然候选材料。超材料的$n<0$的微调受到粗粒夹杂物的限制，粗粒夹杂物使电磁参数作为其密度的函数而离散。我们研究了在微波频率下超材料的负折射率与晶格周期线密度的关系。在波导截止频率以下的频带中，通过填充有开口环谐振器阵列的波导来获得负折射率。通过在1 GHz的带宽上调谐密度，保持了典型的完美透镜效应的特殊值$n=-1$。观察到超材料在其上操作的截止密度。第二个临界密度以上的传输饱和被发现接近Pendry限制。这些结果的密度的负折射率超材料开辟了新的途径，微调本构参数在所需的值，通过变换光学。
2010-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunable dynamic Fano resonances in coupled-resonant optical waveguide
从理论上提出了一种利用微腔折射率的动态调制来实现光子结构中法诺共振的线型工程的方法。该方法的例子是考虑耦合谐振器光波导系统。一个精确的Floquet分析，耦合模理论的基础上，提出。根据静态结构是否维持局部模式，可以动态地产生两种不同的共振。在前一种情况下，出现单个Fano共振，其可以通过改变折射率调制幅度和频率来在频率和线宽两者上调谐。在后一种情况下，两个共振，在透射率的窄的非对称下降的形式，被发现，这可以重叠导致电磁感应的透明效果。
2015-05-15 physics.optics quant-ph
