导读:本文包含了光波传输论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光子晶体,波导,光子带隙,衍射谱
光波传输论文文献综述
张艳荣[1]（2019）在《改变光波传输方向的两个无损耗光子晶体波导模型》一文中研究指出通过研究二维光子晶体的晶格结构、介质柱折射率、介质柱占空比,得到叁者与带隙宽度的分布关系,再进一步结合其衍射效率研究各种缺陷模式,得到多种缺陷模式的衍射谱结构,并由此提出多种二维光子晶体波导的传输构型,结合介质柱占空比对带隙的影响,提出介质柱占空比优化方案,从而设计出理论上效率优异的光子晶体波导结构。(本文来源于《河南科技》期刊2019年29期）
武敏[2]（2019）在《光子晶体异质结构偏振无关光波单向传输研究》一文中研究指出集成光路,相比集成电路来说,有许多无法比拟的优点:信息容量大、处理速度快、开关响应速度很高、抗电磁干扰能力强。类比电二极管,集成光学系统也有一个基本器件:基于光波单向传输的光二极管,它是一种可以限制光沿特定方向传输的光学器件。目前光学集成器件朝着微纳尺度发展,因此设计微纳尺度的光学二极管已成为时代发展的迫切需求。而光子晶体(Photonic Crystal,PhC)可以用来集成光子芯片,为未来替代电子集成芯片提供了可能性,具有很大的应用价值。在理论上,新型的二维PhC光波单向传输器件应该具备高对比度、低插入损耗、宽工作带宽、偏振无关、微纳尺寸和易于制造等优点,但是同时满足以上优点的设计还在研究创新中。本文提出了叁种基于二维PhC异质结构的偏振无关光波单向传输器件的方案。基于光子晶体材料,打破结构的空间对称性实现光的单向传输。论文具体的设计思想是:设定界面倾斜角度,满足全反射(Total Reflection,TR)条件,从而拓宽光波单向传输器件的传输带宽,消除反向光的偏振选择性,并降低反向透射率;分析光子晶体能带特性与等频特性,进而提高正向透射率;选择集成材料,利用材料对波长的不敏感性,进一步拓宽工作带宽,得到PhC异质结构的TE和TM线偏振光波单向传输。内容及模拟计算结果分为叁个部分:1.异质结构的线偏振光波单向传输异质结构由折射率相差较大的空气与硅组成,硅作为一种电子集成芯片中的关键材料,其折射率受近红外波段光波影响较小,因此在微纳光电器件的制备中起着桥梁的作用,具有与电子器件的可兼容性。首先提出了一种二维硅材料PhC异质结构利用全反射界面,实现了效果较好的偏振无关单向传输。目前的最优结果是:在TE、TM两种线偏振模式下,近157 nm带宽,正向透射率>0.5,在光通信波长1550nm的正向透射率>0.5,透射对比度>0.9。对于两种模式光波入射此结构的正向透射率还需进一步提高,达到高透射的目的。硅材料异质结构偏振无关光波单向传输构想适用于光子晶体二极管的实际制备,为接下来展开正向透射率高、宽带宽的光波单向传输的深入研究奠定了基础。2.异质结构的圆偏振光波单向传输设计了一种可实现圆偏振光波单向传输的光子晶体异质结构,通过优化异质结构的参数,在TE和TM两种线偏振模式下,均实现宽波长范围内的光波单向传输。在两种偏振光均能实现单向传输的基础上,构建圆偏振光源需要满足的条件是两个偏振态工作光谱范围相同;透射率相同;相位差相同;场强分布在空间上重迭。结合光子晶体异质结构的卓越特性,在分析了光波在异质结构中光强的变化以及光的偏振态分布后,证实了圆偏振光在异质结构中可以进行单向传输。计算结果如下:圆偏振光入射二维异质结构时,从1497 nm~1666 nm(带宽169 nm)波长范围内,正向透射率保持在0.6以上,且正向透射谱线平滑,在1550 nm处正向透射率为0.65,对比度接近于1。这一设计思想为实际光二极管的制备提供了新的思路。3.异质结构的任意线偏振光波单向传输构筑了一种可实现任意线偏振光(包括TM、TE和45°线偏振光)单向传输的异质结构,在计算TE偏振模式下光子晶体PhC_1的能带时,归一化频率为0.274a/λ(即目标波长1550 nm)处存在一个水平方向的禁带。因此,旋转PhC_1晶格的波矢方向,增大光波在PhC_1中的衍射作用,结合光子晶体PhC_2具有的自准直效应,让光波在异质结构中始终沿着水平方向传输。同时,引入TR界面限制反向光传输,最终得到任意线偏振态光波的单向传输。光子晶体异质结构的传输性能,最终优化结果,光波单向传输在光通信波长1550 nm处,正向透射率>0.66,对比度>0.9。在波段为1533 nm~1634 nm(带宽101 nm)达到正向透射率>0.6,透射对比度>0.9,进一步为单向传输器件的设计奠定了理论基础。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-05-01）
卢佳琪[3]（2019）在《艾里脉冲在硅基光波导中的传输特性和与孤子相互作用规律》一文中研究指出硅基(SOI)光波导具有较强的非线性效应以及对光有强束缚性,同时硅波导加工工艺与CMOS加工工艺兼容,这些条件使其在光电集成领域应用广泛。近年来,艾里脉冲(Airy)因无衍射、横向自由加速、自愈的特性在光学应用方面潜在的价值,成为了研究的热点。孤子(Soliton)是通过实现光纤中色散效应和非线性效应的平衡而出现的。它是一种在非线性介质中能够稳定传输的波包,在通信领域中有着很重要的应用。本文通过分步傅里叶法,利用MATLAB软件数值求解非线性薛定谔方程(NLSE)来获得脉冲在SOI波导的传输特性。在与孤子相互作用的过程中,艾里脉冲主瓣一部分的能量分离,并沿孤子的传输轨迹传输。孤子在叁阶色散、克尔效应、双光子吸收效应的共同作用下产生一系列后沿震荡。当孤子受到艾里脉冲影响时,传播距离变短,后沿震荡更加剧烈。同时通过模拟发现截止系数的变化会改变艾里脉冲压缩点的能量,初始功率变大使得脉冲传输中的损耗增加,初始脉宽的变化会改变艾里脉冲发生压缩的距离以及两压缩点之间的时空距离,并提高孤子的传输质量;啁啾艾里脉冲在SOI波导中传输时,啁啾系数的大小会影响脉冲的压缩程度和距离。正啁啾系数会使艾里脉冲压缩程度增加,而负啁啾系数会使艾里脉冲压缩程度减弱。截止系数和初始功率的增加都会使得啁啾艾里脉冲压缩程度减弱。叁阶色散系数越大,初始艾里脉冲传输到压缩点的距离越短,压缩点之间的距离同样变短。(本文来源于《内蒙古大学》期刊2019-04-18）
王钦冰,刘兴华,孙鹏,刘琳[4]（2019）在《多通道光波测量传输技术在变电站中的应用前景分析》一文中研究指出在线监测技术是获取变电站设备状态的重要工具,开发应用多通道高精度光波测量传输的温度在线监测与预警技术,及时获取开关柜和变压器等设备特征参量,可以克服传统人工定期巡检费时费力等局限性,对于提高变电站运行的安全性、可靠性和经济性、延长设备寿命都具有重要意义。(本文来源于《科技经济导刊》期刊2019年07期）
许江勇,周波,周丽萍,胡总华[5]（2019）在《介质参数对左右手材料光波导传输性能的影响》一文中研究指出构建芯层为左手材料包裹层为右手材料的光波导模型,利用转移矩阵方法对模式本征方程进行多模式求解,研究介质参数对传输性能的影响。结果表明:当归一化频率极限小时,左右手材料对称光波导的基模不会消失;ε'μ'>εμ(ε'和μ'、ε和μ依次分别为芯层、包裹层介质的介电常数和磁导率),总波矢的平方差R~2=0. 5、-μ/μ'=0. 8的光波导能产生1个的表面波,R~2=1. 15、-μ/μ'=1. 1的光波导能产生3个表面波,0 <D <0. 68 cm(D为芯层厚度)的偶数模能量被局域在导波层内侧,D> 0. 78 cm的奇数模能量被局域在导波层外侧;频率为4. 75 GHz、ε'μ'>εμ、-1 <μ'<0、-μ/μ'> 1时,D=0. 7 cm、传播常数为4 cm~(-1)的光波导能承载3个导波模式;频率为5. 50 GHz、ε'μ'<εμ、μ'<-1、-μ/μ'> 1时,D <0. 11 cm的光波导的两个分界面上能产生2个表面波,D> 0. 11 cm的光波导两个分界面上不产生表面波,D=0. 11 cm表面波的正归一化能量被局域在导波层外表面,而表面波的负归一化能量被局域在导波层内表面,正能量振幅衰减较慢于负能量;模系数m对表面波和导波模式的电场分布有着显着的影响。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2019年06期）
张肖[6]（2018）在《纵向调制光波导和波导阵列中光传输的调控》一文中研究指出对光波的传输和演化行为的控制是光学研究的一个重要课题。人们提出了各种各样的光学结构以实现对光束传输行为的控制,其中折射率呈周期变化的结构在这方面占有十分重要的地位,这包括光子晶体、光子晶格、波导阵列等。通过能带工程的设计,周期结构极大地改变了光的空间色散特性,从而实现了对光的空间演化前所未有的操控。不同于光子晶体结构,光波在光子晶格或者波导阵列中的演化具有一个明确的传输方向(纵向)。在该方向上,晶格或者阵列的折射率一般是均匀不变的,折射率的调节仅仅发生在横向上。近年来,人们意识到,折射率的纵向调节也可以作为一个新的设计自由度,用于对光束的空间行为施加独特的控制。本论文围绕波导或波导阵列结构的纵向调制,研究了光在调制波导或者波导阵列中的演化行为,揭示了一些独特的调控规律。研究的主要内容和取得的主要成果如下:(1)旋转波导阵列中的光局域。一个纵向均匀的波导阵列,如果让其围绕中心作匀速转动,则在其中传输的光束会感受到折射率的纵向调制。我们研究阵列的旋转对光模式的影响,发现在阵列的两个特殊位置——中心和边角处——均会出现新型的局域模式。中央局域模的出现是由于阵列旋转导致了周围相对于中央折射率的降低,而边角处局域模的出现则是由于旋转导致的惯性离心力的作用。我们还分析了自聚焦和自散焦非线性对这两种新型模式的影响。(2)螺旋波导阵列中的布洛赫振荡。研究了一维和二维螺旋波导阵列中的光学布洛赫振荡,发现波导螺旋可以显着改变布洛赫振荡的振幅和方向。随着螺旋半径从零开始慢慢变大,布洛赫振荡周期性地经历“振荡减弱——振荡完全消失——振动重现但振荡方向相反”这叁个过程。该研究成果预示着螺旋波导阵列在调控光束传播的路径和方向上有着潜在的应用价值,尤其是螺旋带来的能带塌缩导致的无衍射传输为实现图像等信息的传输提供了一条新思路。(3)扭曲多芯光纤中的Parity-time(PT)对称。研究了扭曲多芯光纤中PT对称特性的可调性以及光在其中的传输动力学特性,发现多芯光纤的一对(或几对)本征模在某些扭曲率下发生简并,这些简并导致了PT对称的破缺。因此,通过改变扭曲率,可以提升或者降低PT对称破缺的阈值(甚至可以让对称破缺无阈值)。该发现为观察自发PT对称破缺提供了新的途径。我们还研究了自聚焦非线性效应对PT对称破缺阈值的影响。(4)亚波长尺度上的光学拉比振荡。拉比振荡是量子力学中的一个重要概念,意指量子力学态函数在两个能级之间来回转换的过程。鉴于描述光束传输的傍轴方程与薛定谔方程在数学形式上的相似性,人们也广泛研究了光波的拉比振荡。然而,光作为电磁波的一种,是矢量波,实际上遵循全矢量、非傍轴的Maxwell方程组,那么,拉比振荡是否在Maxwell框架下依然成立?我们通过严格求解Maxwell方程组,研究了折射率在纵向被周期性调制的亚波长尺度的波导中光束的传输,发现在合适的纵向调制频率下,亚波长光束和表面等离子体波仍然显示出拉比振荡,发生有效的模式转化。本工作指出,可以通过拉比振荡调控深度亚波长光束的空间光斑形态。我们还分析了非线性对拉比振荡的影响。(本文来源于《上海交通大学》期刊2018-11-23）
王红宇,孟立凡,黄广炎,刘春美,王威舒[7]（2018）在《集成光波导陀螺高可靠性数据传输设计》一文中研究指出针对集成光波导陀螺在全温度范围内的长时间长距离测试中数据传输需求,进行了基于RS422通信协议的数据传输设计。分析了转动测试过程中强电磁噪声干扰对数据传输的影响,采用滑动窗口消抖的信号接收方式,有效消除了外部电磁干扰噪声的影响;经实验验证,数据传输稳定可靠,无丢数、失真,满足系统测试需求。(本文来源于《仪表技术与传感器》期刊2018年08期）
吴敌[8]（2018）在《石墨烯表面等离子体光波导的传输特性研究》一文中研究指出表面等离子体激元(Surface plasmon polaritons,SPPs)是在金属和电介质交界面上激发的一种集体电荷振荡形式,是光波与金属表面自由电子相互耦合产生的一种电磁波,能够突破衍射极限的限制,将电磁波束缚在亚波长尺寸。近年来,利用SPPs进行光信号的传输和调控成为了人们的研究热点。但是贵金属一般具有较大的传输损耗以及热损耗,并且器件一旦加工成型后,其几何尺寸就无法改变,因此其应用前景受到了限制。最近,人们发现石墨烯(graphene)同样可以支持SPPs的传输和调控。与一般的贵金属材料相比,石墨烯具有十分明显的优势,首先,石墨烯等离子体激元(Graphene surface plasmons,GSPs)可存在于中红外波段,频带范围宽;其次,GSPs具有很强的模式束缚力以及极小的传播损耗;第叁,石墨烯的介电常数可通过化学掺杂和偏置电压来改变。近年来,人们在GSPs的传输与调控方面取得了诸多成果,在实验和理论方面都取得了重大突破。本文在这些研究成果的基础上,采用数值模拟的方式,设计研究了几种基于GSPs的波导器件。论文主要研究内容如下:(1)设计了一种由涂覆双层石墨烯的圆形介质纳米线组成的表面等离子体光波导。数值分析了纳米线半径、介质夹层厚度、石墨烯化学势以及工作频率对波导所支持的电磁场模式的有效折射率、传播长度、归一化模式面积、以及品质因数等模式特性的影响。结果表明,这种新型的混合GSPs光波导具有很强的模式束缚能力和较低的传输损耗,且归一化模式面积非常小,可以实现极高密度的光子学器件集成。(2)为了获取结构更加紧凑且电磁场模式性能更加优异的光波导器件,本文又设计了一种由涂覆石墨烯的领结型纳米线组成的新式表面等离子体光波导结构。仿真结果表明,本文设计的新式波导结构能够在可接受的传播长度范围内,使得归一化模式面积最小达到10~(-7)数量级。并且,通过改变石墨烯或者周围介质的几何参数和电磁参数,可以对模式传输特性进行有效的调控。最后,文章讨论了该波导在实际应用中由于制作误差对模式特性带来的影响。此外,还设计了一种涂覆石墨烯的圆形介质纳米线与未涂覆石墨烯的叁角形介质纳米线组成的混合表面等离子体光波导结构。数值模拟结果显示当入射波长在中红外波段时,电磁场可以被束缚在深度亚波长的区域,并且还有较低的传播损耗。另外,也可以通过改变这种波导结构的几何参数和电磁参数,对波导的传播特性进行动态调控。(3)在对涂覆石墨烯的介质纳米线表面等离子体光波导传输特性的理解基础上,本文又设计了一种基于石墨烯、且具有类等离子体诱导透明(Plasmon induced trans-parency,PIT)传输特性的光波导结构。该光波导由石墨烯直波导和与其临近的石墨烯纳米条和石墨烯纳米环两个谐振腔侧耦合而构成。研究表明,通过改变石墨烯纳米条型谐振腔的长度和石墨烯纳米环谐振腔的半径、与直波导之间的侧耦合距离以及石墨烯化学势均可以调节透明窗口的位置。同时,该波导系统还可以实现灵敏度较高的折射率传感的功能特性。该波导结构为髙度集成的基于石墨烯的纳米光学器件的设计提供了一种新的方法,在调制器、光开关、传感器等领域有着广泛的应用。(本文来源于《山西大学》期刊2018-06-01）
何海蓉[9]（2018）在《微纳光波导的传输特性及其应用研究》一文中研究指出伴随着光通信朝着超高速、超大容量、超长距离方向的快速发展,人们对器件工作性能和集成度的要求不断提高,光电器件的微型化已成为光通信及相关领域研究与应用的重要趋势之一。其中,微纳光波是研究微纳尺度光子学现象和构筑微纳光子器件的重要基石,其具有紧凑、光场约束能力强、损耗低、易于集成等优异性能,已经成为当前微纳光子学领域的研究热点之一。伴随不同类型微纳波导的出现,功能性、可调控等特性成为目前微纳光学领域研究者关注的热点之一。基于功能光电材料,譬如电光、声光、压电材料等,以及器件结构设计,可以实现常规器件难以实现的功能,譬如巨波导色散、大非线性系数、异常传输等特性。本论文围绕如何实现可控波导特性开展研究工作,开展了微纳光波导的传输特性以及应用的研究工作。主要工作包括:(1)数值研究了铌酸锂微纳波导的色散特性及其调控能力,获得了波导参数及外场条件对其色散特性的影响规律。设计了一种具有中间铌酸锂材料包层的叁层波导结构,理论推导了该微纳波导的本征方程,重点对其在可见光633 nm波长和光纤通信波长1550 nm时的色散特性进行了研究。通过改变光纤的内芯直径或者改变铌酸锂薄膜厚度,实现了色散超大范围变化。而且,利用铌酸锂材料的电光特性,通过施加外部偏压,可以很好的对光纤的色散特性进行有效的调控。(2)数值研究了铌酸锂微纳波导的宽波段色散补偿特性,获得了其在中红外波段色散特性的调控规律。设计了一种具有硅内芯,中间铌酸锂材料包层的叁层波导结构,发现铌酸锂微纳光纤具有很大的群速度色散值,可以作为中红外波段宽带的色散补偿器。我们重点探讨了 3μm、4 μm和5μ 波长时的群速度色散值,并且对由硅芯直径大小改变和铌酸锂包层厚度改变所引起的群速度色散值的改变开展了讨论。同时,讨论了外加电场强度时对我们光纤群速度色散值的调控作用。数值计算结果表明,可以通过选取不同的结构尺寸来实现光纤群速度色散值的调节,也可以通过改变材料的光学参数从而调节群速度色散。(3)数值研究了空芯微纳铌酸锂波导的传输特性,并获得了其在超连续光产生方面的调控规律。设计了一种铌酸锂空芯纳米光纤,并且对其模场特性、能量密度流动、色散特性、模场直径以及非线性参数进行了数值计算分析。数值结果表明,该铌酸锂空芯纳米线空气芯层内具有很强的光场,可以用于加强光与物质的相互作用。在铌酸锂空芯纳米线外表面,具有很强的倏逝波,可以用来实现与其他元件的光场耦合。此外,铌酸锂空芯微纳光纤具有小的模场直径和大的非线性系数,对于非线性光子器件的设计和应用具有十分重要的指导意义。(4)首次基于等离子体隧道效应实现了光的异常反射现象,获得了结构参数对其异常反射行为的影响规律。基于金属-介质-金属(MIM)结构,对由MIM组成的隧道结进行了研究。推导了该结构的隧道电流密度、隧道电导率以及隧道阻尼常数之间的关系式,并且分析了粒子质量和隧道结势垒高度大小对隧道电流密度,隧道电导率以及隧道阻尼常数的影响。利用所获得的阻尼常数范围,对我们所设计的有两个周期性MIM结构级联组成的超表面进行电压调控,当一束3 μm,x方向上偏振的电磁波入射到该超表面时,可以产生恒定的相位梯度,并且这个相位梯度常数可调。通过改变施加在每个MIM波导单元上的电压值,我们所提出的基于等离子体隧道效应的MIM超表面可以实现0-15度范围内异常反射角的可调。研究结果对发展新型可调谐微纳光子器件提供了参考。(本文来源于《湖南大学》期刊2018-05-01）
任斌[10]（2018）在《光波大气湍流传输蒙特卡罗仿真建模与算法研究》一文中研究指出近地面大气绝大多数情况下都处于湍流运动状态。大气湍流介质的光学折射率扰动导致光信号经其传播后出现光强闪烁、光束漂移、光束扩展、到达角起伏等现象,它们通常都对实际光波传输工程系统性能产生负面影响。为了评估这种负面影响的严重程度,需要定量地研究光波经大气湍流传输后的各种光波参数统计量。研究各种光波参数统计量的方法包括理论解析法、实验测量以及计算机仿真等。理论解析法求解光波大气湍流传输问题时,往往要作一定的限定性假设,使得建立的理论模型只在特定条件下有效。实验测量受各种环境和工程条件制约,灵活性不高,不易获得全面的测量结果。计算机仿真本质上是利用蒙特卡洛方法产生随机光场样本,再对样本进行统计分析以获得各种光波参数统计量,其具有传输参数可灵活改变的优点,可为各种光波传输工程系统的设计提供更加全面的数据支持。针对国内外文献,研究了大气湍流随机相位屏模型、随机相位屏数值生成方法以及光波传输计算机仿真的空间采样约束。综合分析已有研究成果,完成了光波大气湍流传输数值实验建模与计算机仿真优化、光波大气湍流传输仿真实验置信度验证、光脉冲在各向异性大气湍流水平传输的脉冲时间展宽算法研究和光波大气湍流传输CUDA仿真实验算法研究。主要研究内容和结论归纳如下:(1)针对光波大气湍流传输蒙特卡罗仿真问题,首先提出根据平均光强分布来确定光场网格采样保存区域的方法,然后设计出并行集群仿真方案,从而显着减小保存光场样本数据所需的存储空间,有效地缩短计算机仿真时间长度。通过仿真实例,研究了准直基模高斯光束经大气湍流传输后的平均光强和拉盖尔-高斯光束经大气湍流传输后的空间模构成变化问题。分析结果表明:对于水平传输,相对于高阶矩匹配法,使用零阶矩匹配法确定的随机相位屏的大气相干参数能得到更高的仿真精度;对于大气湍流导致拉盖尔-高斯光束发生模间散射,其强度取决于绝对湍流强度以及光束的发射平面参数、径向指数和方位指数。(2)在光波大气湍流传输蒙特卡罗仿真方法的基础上,计算机仿真准直超短光脉冲经长度为3km的弱湍流水平路径传输后的双频互相干函数,并与数值分析的100组数据进行了对比。分析结果表明:在在弱湍流和窄带近似条件下,前部分数据的双频互相干函数的计算机仿真结果与理论解析结果比较一致,且两个频率的差值越大,能保持的相干程度越低,进一步验证计算机仿真的正确性。(3)提出了一种在强各向异性大气湍流中基于惠更斯-菲涅尔原理的高斯光脉冲沿水平路径传播的双频互相干函数的表达式。根据获得的表达式,利用时间矩阵的方法,推导出强各向异性大气湍流的均方脉冲时间宽度值的接近表达式,并进行数值分析,分析结果表明:受湍流影响的均方脉冲时间宽度值增量会随着有效各向异性系数ζ_e的增长而增长。基于上述所取得的理论结果,确定出光脉冲在强各向异性大气湍流中沿水平路径传输的时间扩展计算方法,为用计算机仿真研究各向异性湍流对光脉冲时间扩展特性奠定了理论基础。(4)针对光波大气湍流传输计算机仿真的速度问题,提出根据相位屏的网格采样数量进行分块处理的方法和减少CPU与GPU通信量的零复制方法,并设计出基于CUDA的并行实现算法。通过相关计算机仿真实例,研究了准直基模高斯光束经大气湍流传输后的光强、相位和光斑的分布情况。分析结果表明:基于蒙特卡罗的傅立叶变换相位屏采样个数为1024×1024以下时,由于采样点比较少,基于CPU的串行计算方法和基于CUDA的并行计算方法耗时相差不大,无法显示出GPU的优势,但当采样个数为1024×1024以上时,随着采样点增多,两者的耗时明显区分开来;而基于蒙特卡罗的稀疏谱模型相位屏占用内存比较大,采用了优化的CUDA并行计算方法,与基于CPU串行计算方法相比,前者的加速比显着高于后者。(本文来源于《长春理工大学》期刊2018-05-01）
光波传输论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
集成光路,相比集成电路来说,有许多无法比拟的优点:信息容量大、处理速度快、开关响应速度很高、抗电磁干扰能力强。类比电二极管,集成光学系统也有一个基本器件:基于光波单向传输的光二极管,它是一种可以限制光沿特定方向传输的光学器件。目前光学集成器件朝着微纳尺度发展,因此设计微纳尺度的光学二极管已成为时代发展的迫切需求。而光子晶体(Photonic Crystal,PhC)可以用来集成光子芯片,为未来替代电子集成芯片提供了可能性,具有很大的应用价值。在理论上,新型的二维PhC光波单向传输器件应该具备高对比度、低插入损耗、宽工作带宽、偏振无关、微纳尺寸和易于制造等优点,但是同时满足以上优点的设计还在研究创新中。本文提出了叁种基于二维PhC异质结构的偏振无关光波单向传输器件的方案。基于光子晶体材料,打破结构的空间对称性实现光的单向传输。论文具体的设计思想是:设定界面倾斜角度,满足全反射(Total Reflection,TR)条件,从而拓宽光波单向传输器件的传输带宽,消除反向光的偏振选择性,并降低反向透射率;分析光子晶体能带特性与等频特性,进而提高正向透射率;选择集成材料,利用材料对波长的不敏感性,进一步拓宽工作带宽,得到PhC异质结构的TE和TM线偏振光波单向传输。内容及模拟计算结果分为叁个部分:1.异质结构的线偏振光波单向传输异质结构由折射率相差较大的空气与硅组成,硅作为一种电子集成芯片中的关键材料,其折射率受近红外波段光波影响较小,因此在微纳光电器件的制备中起着桥梁的作用,具有与电子器件的可兼容性。首先提出了一种二维硅材料PhC异质结构利用全反射界面,实现了效果较好的偏振无关单向传输。目前的最优结果是:在TE、TM两种线偏振模式下,近157 nm带宽,正向透射率>0.5,在光通信波长1550nm的正向透射率>0.5,透射对比度>0.9。对于两种模式光波入射此结构的正向透射率还需进一步提高,达到高透射的目的。硅材料异质结构偏振无关光波单向传输构想适用于光子晶体二极管的实际制备,为接下来展开正向透射率高、宽带宽的光波单向传输的深入研究奠定了基础。2.异质结构的圆偏振光波单向传输设计了一种可实现圆偏振光波单向传输的光子晶体异质结构,通过优化异质结构的参数,在TE和TM两种线偏振模式下,均实现宽波长范围内的光波单向传输。在两种偏振光均能实现单向传输的基础上,构建圆偏振光源需要满足的条件是两个偏振态工作光谱范围相同;透射率相同;相位差相同;场强分布在空间上重迭。结合光子晶体异质结构的卓越特性,在分析了光波在异质结构中光强的变化以及光的偏振态分布后,证实了圆偏振光在异质结构中可以进行单向传输。计算结果如下:圆偏振光入射二维异质结构时,从1497 nm~1666 nm(带宽169 nm)波长范围内,正向透射率保持在0.6以上,且正向透射谱线平滑,在1550 nm处正向透射率为0.65,对比度接近于1。这一设计思想为实际光二极管的制备提供了新的思路。3.异质结构的任意线偏振光波单向传输构筑了一种可实现任意线偏振光(包括TM、TE和45°线偏振光)单向传输的异质结构,在计算TE偏振模式下光子晶体PhC_1的能带时,归一化频率为0.274a/λ(即目标波长1550 nm)处存在一个水平方向的禁带。因此,旋转PhC_1晶格的波矢方向,增大光波在PhC_1中的衍射作用,结合光子晶体PhC_2具有的自准直效应,让光波在异质结构中始终沿着水平方向传输。同时,引入TR界面限制反向光传输,最终得到任意线偏振态光波的单向传输。光子晶体异质结构的传输性能,最终优化结果,光波单向传输在光通信波长1550 nm处,正向透射率>0.66,对比度>0.9。在波段为1533 nm~1634 nm(带宽101 nm)达到正向透射率>0.6,透射对比度>0.9,进一步为单向传输器件的设计奠定了理论基础。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光波传输论文参考文献
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