提高大学物理教学效果的多种途径

在大学物理教学过程中 ,改革教学内容体系 ,充分阐明物理规律 ,结合工程技术实际 ,应用现代化教学设备和多种教学手段 ,培养学生实践动手能力和创新能力 ,是提高教学效果的有效途径。     

制备金属铜基底超疏水性表面试验研究

不应用任何膜板、表面活性剂或添加剂,通过简洁、易控、廉价和节约能源的液相制备方法,获得了金属铜基底表面的超疏水性结构,并应用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和接触角测试仪对铜表面及其生成物进行了物质结构、表面形貌和疏水性能表征。研究结果表明,铜基底上生成的氧化铜微米-纳米结构的表面具有超疏水性。     

金属纳米波导阵列的成像效应研究

表面等离子体激元（Surface Plasmon Polaritons，SPPs）是一种在金属和电介质界面上传播的电磁波。它的独特性质可以突破传统光学中的衍射极限。利用波导内的电磁场耦合理论，设计了一种基于控制SPPs传播的周期性金属纳米波导阵列。研究表明，光波在波导阵列内有负折射现象发生；模拟结果表明，单点光源所成像点突破了衍射极限，但是双点光源成像分辨率依然无法突破衍射极限。     

表面等离子体激元基本特征研究

表面等离子体激元(Surface Plasmon Polariton,SPP)是束缚在金属表面的一种电磁波模式。研究了SPP的基本原理,推导出它的色散方程,计算了在可见光到近红外区域的与SPP有关的4个特征长度:SPP波长、SPP在界面上的传播距离以及SPP在介质和金属中的穿透深度。     

Er-Yb掺杂磷酸盐玻璃平面波导长周期光栅分析

提出了一种基于Er-Yb掺杂磷酸盐玻璃的长周期波导光栅,利用耦合模理论研究了长周期波导光栅的传输特性,分析了长周期光栅的相位匹配特性,讨论了光栅常数和光栅长度对长周期波导光栅传输特性的影响。研究结果表明,2个谐振波长对应于相同的辐射模,当光栅长度一定时,长周期波导光栅的带宽随光栅常数的增加而增大;而当光栅常数一定时,长周期波导光栅的带宽随光栅长度的减小而增加,滤波深度随光栅长度的减小而减小。     

级联结构光子晶体的滤波特性研究

将晶格常数不同的多个二维正方晶格光子晶体级联,构造一个多晶格结构光子晶体,采用时域有限差分法计算了光子晶体的传输谱图,发现总的禁带宽度比单一的正方晶格结构扩宽;在该结构中引入线、点缺陷形成波导和微腔,分析了波导中的传输特性和微腔的谐振特性。计算结果表明,级联结构对光子晶体波导通带的影响较小,各微腔相应的缺陷模的中心波长随位置不同而不同,而且缺陷峰的全高半宽值均约为0．02μm左右,品质因子约在80～200之间,可以对不同中心波长实现滤波。     

缺陷光子晶体谐振特性的FDTD研究

在二维正方格光子晶体结构的基础上,沿入射波传播方向制造线缺陷,并构建一种半径呈椭圆形的点缺陷介质柱模型,将时域有限差分法(FDTD)用于其谐振特性研究。数值计算结果表明,椭圆形点缺陷介质柱偏离其中心位置时,谐振峰的中心频率在某范围内近似周期性波动;而点缺陷介质柱绕其中心位置逆时针旋转时,在0°～90°的范围内,有规律地出现单双谐振模。     

二维金属光子晶体直波导传输损耗特性研究

针对二维金属光子晶体直波导传输问题，在二维金属光子晶体中设置线缺陷构成直波导，采用时域有限差分法研究直波导的能带特性，在保持晶格常数不变时计算金属柱半径的变化对波导传输特性的影响，然后依据完整金属光子晶体的能带特性和金属光子晶体波导传输特性选择不同入射电磁波频率通过波导，进而分析金属柱光子晶体波导的传输损耗特性。计算结果表明，第2禁带中，入射波靠近上截止频率处损耗最小，传输距离最长；靠近下截止频率时，损耗逐步增加，传输距离逐步减小。     

缺陷和变周期结构光子晶体特性研究

构建了介质柱间距变化的变周期结构以及介质柱半径线缺陷两种二维光子晶体模型,并将时域有限差分法用于其能带特性研究。数值计算结果表明,在二维正方格光子晶体结构的基础上,一定范围内逐渐增加圆介质柱之间的距离,光子晶体的禁带宽度会增大,同时禁带的中心频率偏向低频方向,而采用相邻列介质柱半径交替变化的缺陷结构,也将使光子晶体的禁带发生相应的变化。     

一种基于长周期波导光栅与介质薄膜的宽带波导放大器研究

提出了一种基于长周期波导光栅与多层介质薄膜联合滤波器的Er-Yb掺杂磷酸盐玻璃宽带波导放大器,长周期波导光栅直接制作在波导上,介质薄膜蒸镀在放大器的输出端面上。对所提出联合滤波器的传输特性进行了理论研究,讨论了联合滤波器的透射谱对放大器增益平坦的影响。通过调整长周期波导光栅与多层介质薄膜的相关参数,可以控制Er-Yb掺杂磷酸盐波导放大器（EYCDWA）的增益平坦度。当λ0=1530nm,Lg=4.8mm,Λ=100μm,a=0.9,λ01=1565nm,λc=10nm,p=1时,联合滤波器传输谱与EYCDWA的反本征增益谱相匹配,在30nm带宽内放大器增益抖动在±1dB以下。研究结果对长周期波导光栅与多层介质薄膜联合滤波器的制作具有理论指导作用。