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基于具有极化和空模自由度的单光子的半量子密钥分配网络协议
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作者 叶天语 叶腾琦 +1 位作者 马鹏辉 李霞 《通信学报》 北大核心 2025年第3期258-273,共16页
为了使位于网络上不同节点的通信方利用半量子密钥分发技术在整体上组成一个安全的半量子密钥分配网络,提出了一种新颖的具有极化和空模自由度的单光子的半量子密钥分配网络协议。该协议只需单光子而非量子纠缠态作为量子资源,只需进行... 为了使位于网络上不同节点的通信方利用半量子密钥分发技术在整体上组成一个安全的半量子密钥分配网络,提出了一种新颖的具有极化和空模自由度的单光子的半量子密钥分配网络协议。该协议只需单光子而非量子纠缠态作为量子资源,只需进行单光子测量,且无须量子纠缠交换操作、量子延迟线以及哈达玛操作。在该协议中,一个拥有完全量子能力的参与者与每个半量子参与者建立不同密钥,同时又帮助每2个相邻半量子参与者建立不同密钥。该协议可被应用于半量子求和、半量子隐私比较和半量子秘密共享,具有广泛的应用潜力。由于对具有极化和空模自由度的单光子进行制备、测量和施加酉操作在目前技术条件下是很容易实现的,该协议具有良好的实际可行性。 展开更多
关键词 半量子密码 半量子密钥分配网络 单光子 极化自由度 空模自由度
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基于V型介质柱的光子晶体全布里渊区平带特性
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作者 倪松梅 孙晓乔 +2 位作者 郭龙飞 陈琳 陶志阔 《半导体技术》 北大核心 2025年第4期345-350,共6页
对于周期性晶体结构而言,能带平带特性对其光学、电学等相关特性都有重要影响。首先研究了三角晶格二维V型介质柱光子晶体能带结构,通过优化V型介质柱两臂夹角研究其平带特性;进一步研究了Kagome晶格二维V型介质柱光子晶体能带结构,通... 对于周期性晶体结构而言,能带平带特性对其光学、电学等相关特性都有重要影响。首先研究了三角晶格二维V型介质柱光子晶体能带结构,通过优化V型介质柱两臂夹角研究其平带特性;进一步研究了Kagome晶格二维V型介质柱光子晶体能带结构,通过优化V型介质柱两臂夹角、两臂长度及旋转角,并结合布里渊区高对称点电场分布及群速度(群指数)等特性,得到其全布里渊区带宽最小值仅为0.006。此研究结果为进一步探索光子晶体全布里渊区平带提供了理论支持,为设计用于操控光子传输特性的新型光子晶体器件提供了一定的新思路。 展开更多
关键词 光子晶体 能带结构 带宽 电场分布 群指数 全布里渊区平带
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微波光子信号同步及其在分布式相参雷达中的应用 被引量:1
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作者 潘时龙 章志健 +9 位作者 王祥传 刘熙 杨思豪 曹欣荣 王立晗 程强 马丛 丁泽勇 郭德明 伍光新 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2024年第2期25-34,共10页
分布式相参雷达技术通过多节点高性能信号同步实现跨平台的信号级相参融合,可大幅提升雷达探测、跟踪和抗干扰等能力,是雷达领域的重要发展方向之一。随着雷达频率范围的拓展、瞬时带宽的增大和搭载平台的多样化,分布式相参雷达技术对... 分布式相参雷达技术通过多节点高性能信号同步实现跨平台的信号级相参融合,可大幅提升雷达探测、跟踪和抗干扰等能力,是雷达领域的重要发展方向之一。随着雷达频率范围的拓展、瞬时带宽的增大和搭载平台的多样化,分布式相参雷达技术对节点间信号的时间、空间、频率、相位同步性能提出了越来越高的要求,这使得传统电学信号同步技术面临巨大挑战。文中介绍了分布式相参雷达对信号时、空、频、相同步的性能要求和国内外相关技术的研究进展,重点总结了微波光子同步技术的基本原理和代表性成果;构建了微波光子分布式相参探测原理验证系统,验证了微波光子分布式相参的可行性,为推动分布式相参雷达的前沿发展与工程化应用提供了关键技术支撑。 展开更多
关键词 微波光子技术 时间同步 相位同步 空间基线测量 分布式相参雷达
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自适应初始光子收集半径的卡方渐进光子映射
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作者 贺怀清 元林 +1 位作者 刘浩翰 惠康华 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第8期2433-2441,共9页
卡方渐进光子映射(chi-squared progressive photon mapping, CPPM)使用K近邻法(K nearest neighbor, KNN)为命中点确定初始半径,导致图像中光照均匀区域的噪点及明暗交界区域和焦散区域的模糊。针对此问题,提出一种计算光子映射初始半... 卡方渐进光子映射(chi-squared progressive photon mapping, CPPM)使用K近邻法(K nearest neighbor, KNN)为命中点确定初始半径,导致图像中光照均匀区域的噪点及明暗交界区域和焦散区域的模糊。针对此问题,提出一种计算光子映射初始半径的算法,自适应地为各命中点确定初始半径:为CPPM算法增加预处理环节,根据对光子分布的均匀程度的检验及对高频区域的筛选为命中点设置初始半径,以保证光照均匀区域的命中点保持在大半径上,光照变化区域的命中点半径快速下降。实验结果表明,改进算法减少了光子映射算法的方差和偏差,提高了渲染效果。 展开更多
关键词 渐进光子映射 K近邻法 卡方检验 自适应 初始半径 焦散 光子分布
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免相位后选择双场量子密钥分发协议光源错误分析
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作者 陆文皓 吴梓涵 +2 位作者 马均瑶 余杨 赵生妹 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期891-900,共10页
免相位后选择双场量子密钥分发(NPP TF-QKD)协议是双场量子密钥分发(TF-QKD)协议的变种,它继承了TF-QKD在无寄存器情形下超越点到点传输距离极限的优势,同时还简化了协议中安全性的证明,已被实验证实具有较强的实用可行性。然而,该协议... 免相位后选择双场量子密钥分发(NPP TF-QKD)协议是双场量子密钥分发(TF-QKD)协议的变种,它继承了TF-QKD在无寄存器情形下超越点到点传输距离极限的优势,同时还简化了协议中安全性的证明,已被实验证实具有较强的实用可行性。然而,该协议中假设光源是精准可控的,但是由于设备的缺陷、环境中存在噪声等原因,这种假设在实际应用中是不成立的。本文在信道非对称的基础上分析了光源强度波动引起的光源错误对NPP TFQKD协议性能的影响,仿真结果显示,光源错误会使协议的安全密钥率降低,并使传输距离缩短。 展开更多
关键词 量子光学 量子密钥分发 光源错误 光源强度波动 光子数分布
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InGaAs/InP高速正弦门控单光子探测器后脉冲抑制方案
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作者 曹扬 苏扬 +9 位作者 蒋连军 刘酩 郭舒扬 张文哲 方余强 高松 陈尊耀 陈治通 于林 唐世彪 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期51-57,共7页
基于量子力学基本原理的量子密钥分发(QKD)系统具有信息论安全的水平,单光子探测器是QKD系统的重要组成,其后脉冲对QKD系统的安全成码率和安全成码距离均有重要影响。文中根据InGaAs/InP高速正弦门控探测器的后脉冲概率随时间呈现指数... 基于量子力学基本原理的量子密钥分发(QKD)系统具有信息论安全的水平,单光子探测器是QKD系统的重要组成,其后脉冲对QKD系统的安全成码率和安全成码距离均有重要影响。文中根据InGaAs/InP高速正弦门控探测器的后脉冲概率随时间呈现指数递减分布的规律,提出了一种基于时间测量的后脉冲抑制方案,采用“Start-Stop型”时间间隔测量方式对探测脉冲进行测量,通过对探测事件进行时间标记并舍弃一段时长内探测脉冲的方法降低了后脉冲概率。实际验证了某型号单光子探测器的后脉冲概率随舍弃时长的关系,在500 ns舍弃时长条件下,后脉冲概率2.46%,增加舍弃时长至5μs可降低后脉冲至2%以下。同时,分析了100 ns舍弃时长条件下的典型探测脉冲计数分布,指出了主要后脉冲分布区域以及未过甄别阈值的雪崩脉冲引起的后脉冲机理。进一步地,指出基于时间测量方式区分探测脉冲的到达时间不仅可用于降低单光子探测的后脉冲概率,还可以根据探测脉冲的到达时间识别雪崩过渡区攻击事件、门外攻击事件,从而丢弃被攻击区域的探测脉冲来提升QKD系统抗量子黑客攻击的能力,可支撑高速正弦门控单光子探测器应用于实用化的QKD系统。 展开更多
关键词 量子密钥分发 正弦门控单光子探测器 后脉冲概率 时间测量
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基于微波光子的复合式时频传输技术研究
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作者 赵炳旭 吕晓萌 +6 位作者 徐敏 陈昌锐 严灵杰 谢翔宇 刘洋志 李希斌 乔澜 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期104-109,共6页
光载射频传输技术在地基无源探测、分布式阵列合成孔径、空间探测等诸多领域具有广泛的应用,用于实现不同子阵之间的信号互连与信号相参。针对传统光载射频传输技术中相位稳定度低、时延变化大、易受环境影响等问题,本文提出一种复合式... 光载射频传输技术在地基无源探测、分布式阵列合成孔径、空间探测等诸多领域具有广泛的应用,用于实现不同子阵之间的信号互连与信号相参。针对传统光载射频传输技术中相位稳定度低、时延变化大、易受环境影响等问题,本文提出一种复合式微波光子时频传输技术,通过结合被动和主动时频传输技术,分别实现了本振点频信号的光纤分发和中频宽带信号的光纤回传,联合两者之间技术优势实现了系统的相位高稳定度和宽带信号传输的目的。本系统可实现本振信号、中频信号在中心端和远端的时频稳相传输。通过对比实验和综合测试,实现1.6 GHz本振和(1.6±0.5)GHz中频信号的稳相传输,传输距离为5 km,经过在-40~+70℃的环境试验验证,温度变化范围内上下行微波光子链路中相位波动小于±1.5°。 展开更多
关键词 微波光子学 分布式阵列 时频传输技术
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多像素光子计数器在单光子探测中的应用 被引量:19
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作者 赵帅 郭劲 +1 位作者 刘洪波 冯强 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期972-976,共5页
为提高多像素光子计数器(MPPC)的光子探测效率,量子效率和动态探测范围,研究了MPPC的光子探测性能,特别是光子分辨能力。以MPPC作为光子探测器件,采用半导体制冷降噪技术及信号外触发技术将其温度稳定在15℃,暗噪声降低为6.5×10-4c... 为提高多像素光子计数器(MPPC)的光子探测效率,量子效率和动态探测范围,研究了MPPC的光子探测性能,特别是光子分辨能力。以MPPC作为光子探测器件,采用半导体制冷降噪技术及信号外触发技术将其温度稳定在15℃,暗噪声降低为6.5×10-4count/pulse;采用统计学方法,利用泊松分布拟合MPPC输出信号。结果显示,衰减后的入射脉冲光强分布符合泊松分布的特性。根据MPPC的光子探测效率,分析计算出MPPC的能量分辨率;综合脉冲分布特性及能量分辨率,得出了入射到MPPC上的光脉冲能量的平均值。实验结果表明,MPPC在532nm波长下,能量分辨率为1.96×10-18 J;不同衰减倍率下,入射到MPPC的光脉冲平均光子数分别为1.665和4.201;显示MPPC具有光子分辨能力,适用于大动态范围的弱光探测。 展开更多
关键词 光子计数器 多像素 光子分辨 能量分辨率 泊松分布
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分布光纤喇曼光子传感器系统的一种解调方法 被引量:21
9
作者 张在宣 沈为民 +2 位作者 郭宁 吴孝彪 余向东 《光子学报》 EI CAS CSCD 1998年第5期467-471,共5页
本文提出一种新的解调方法,在DOFRPS(分布光纤喇曼光子传感器)系统中采用Rayleigh散射OTDR(光学时域反射)曲线解调Raman散射OTDR曲线,提高了系统的测温灵敏度、测温精度,扩展了系统的功能,在2km... 本文提出一种新的解调方法,在DOFRPS(分布光纤喇曼光子传感器)系统中采用Rayleigh散射OTDR(光学时域反射)曲线解调Raman散射OTDR曲线,提高了系统的测温灵敏度、测温精度,扩展了系统的功能,在2km光纤上可实时测量1000个点的温度、应力和压力;在系统中设置了光纤取样环,确定系统的修正系数,通过计算机进行实时修正,提高了测量稳定性,实验结果与理论分析一致,系统的测温精度达±1℃. 展开更多
关键词 光子传感器系统 拉曼散射光子 光纤传感
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锥形光纤中光波传输特性的蒙特卡罗模拟 被引量:12
10
作者 孙爱娟 田维坚 +2 位作者 屈有山 卜江萍 王耀祥 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期552-554,共3页
为了分析锥形光纤中光子流的传输特性和空间分布特性,采用了蒙特卡罗算法对其进行了模拟仿真,得到了大量光子经过锥形光纤后的光子分布图·模拟实验结果表明,通过锥形光纤的大量光子集中在探测器中心,到达探测器某一位置的光子数随... 为了分析锥形光纤中光子流的传输特性和空间分布特性,采用了蒙特卡罗算法对其进行了模拟仿真,得到了大量光子经过锥形光纤后的光子分布图·模拟实验结果表明,通过锥形光纤的大量光子集中在探测器中心,到达探测器某一位置的光子数随着该位置到探测器中心距离的增加而减少,并且在锥形光纤锥度比一定的条件下,改变锥形光纤长度,光强度随着长度的增加而下降,但通过锥形光纤的光子分布是一样的·这些研究结果对锥形光纤的设计和实际应用提供了重要依据· 展开更多
关键词 蒙特卡罗 光子流 锥形光纤 光分布
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量子保密通信用的光精密控制强衰减技术 被引量:7
11
作者 刘景锋 梁瑞生 +6 位作者 刘伟平 唐志列 郑力明 魏正军 陈志新 廖常俊 刘颂豪 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期867-870,共4页
光衰减技术是一种重要的光学技术 ,它在许多领域有重要的应用 在量子密钥分配中采用光衰减技术可获得单光子序列 ,这是量子保密通信的基础 用线性分束耦合器形成多个输出口 ,将光强的时序衰减变为光强沿输出口的空间分布 ,研制出了量... 光衰减技术是一种重要的光学技术 ,它在许多领域有重要的应用 在量子密钥分配中采用光衰减技术可获得单光子序列 ,这是量子保密通信的基础 用线性分束耦合器形成多个输出口 ,将光强的时序衰减变为光强沿输出口的空间分布 ,研制出了量子保密通信用的精密控制强衰减器 。 展开更多
关键词 单光子 量子密钥分配 分柬耦合器 光衰减
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具有禁带展宽特性的一维光子晶体 被引量:9
12
作者 王利 王占山 +2 位作者 吴永刚 王少伟 陈玲燕 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期229-232,共4页
提出了介质的光学厚度系数成圆形分布的一维光子晶体结构 ,与周期结构的光子晶体相比 ,该结构具有禁带展宽特性 同时讨论了起止膜层及膜层的光学厚度对该结构禁带特性的影响 ,优化出了在所选材料的介电常数所允许的频率范围内 。
关键词 光子晶体 宽禁带 光学厚度系数 圆形分布
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二维光子晶体功率分配与合成的仿真 被引量:5
13
作者 王新华 王斌科 +2 位作者 屈绍波 马华 徐卓 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1423-1426,共4页
利用平面波展开法,绘出了光子晶体的能带结构图,揭示了光子晶体能带结构的特点.在带隙结构中引入线缺陷,实现了对电磁波传播方向的控制.通过设计不同的线缺陷分布,实现了对电磁波传输能量的分配与合成.最终完成了对电磁波传播方向的控... 利用平面波展开法,绘出了光子晶体的能带结构图,揭示了光子晶体能带结构的特点.在带隙结构中引入线缺陷,实现了对电磁波传播方向的控制.通过设计不同的线缺陷分布,实现了对电磁波传输能量的分配与合成.最终完成了对电磁波传播方向的控制和功率分配及合成的引导.采用Comsol Multiphysics软件对空气背景不同形状的介质光子晶体进行功率分配与合成的仿真,结果表明,在光子晶体中通过对线缺陷的设计,可实现功率的分配与合成. 展开更多
关键词 光子晶体 线缺陷 功率分配 功率合成
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海洋上行激光通信的蒙特卡罗模拟 被引量:5
14
作者 吴方平 章曦 +3 位作者 杨军 苗仁德 马书云 刘翠翠 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期22-26,共5页
将潜艇作为高斯分布激光源,通过蒙特卡罗方法数值模拟,研究了海洋上行激光通信中潜艇深度和风速对接收光子数目,空间分布及相对能量径向分布的影响。模拟结果显示,在相同风速条件下,随着潜艇深度的增加,接收光子数急剧下降,并且只在潜... 将潜艇作为高斯分布激光源,通过蒙特卡罗方法数值模拟,研究了海洋上行激光通信中潜艇深度和风速对接收光子数目,空间分布及相对能量径向分布的影响。模拟结果显示,在相同风速条件下,随着潜艇深度的增加,接收光子数急剧下降,并且只在潜艇深度较浅时,接收平面上的光子分布才接近高斯分布。潜艇深度一定时,风速对接收光子数目以及接收光子的空间分布影响不大。风速一定时,对于相同的相对能量,潜艇深度越低,对应的区域半径越小,而相同潜艇深度时,风速对接收平面处光子相对能量径向分布的影响并无明显规律。 展开更多
关键词 上行激光 光子分布 蒙特卡罗方法
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基于BB84协议的实际QKD系统的窃听问题研究 被引量:6
15
作者 刘景锋 梁瑞生 +4 位作者 唐志列 魏正军 陈志新 廖常俊 刘颂豪 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1356-1359,共4页
基于实际量子密钥分配系统中所使用的强衰减的激光脉冲并不是单光子,量子密钥分配的信道不是无损耗的,窃听者的技术能力也不是无限的这些具体问题。
关键词 量子密钥 BB84协议 光子数统计分布 窃听策略
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新型线性函数光子晶体的光子二极管 被引量:6
16
作者 张斯淇 吴向尧 +8 位作者 刘晓静 巴诺 王婧 李宏 马季 董赫 陈万金 尹新国 郭义庆 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期912-918,共7页
研究一维线性函数光子晶体的透射特性及光正入射和反入射时的电场分布特性.结果表明,线性函数光子晶体可放大或衰减光的电场强度.
关键词 一般函数光子晶体 传输矩阵 透射率 电场分布
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Monte Carlo方法研究光子在有界肿瘤组织中的分布 被引量:4
17
作者 阮军 王爽 +1 位作者 郝磊 贺庆丽 《西北大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期875-878,共4页
目的研究有界肿瘤组织中光子分布特性。方法通过建立光在有界肿瘤组织中传输模型,用蒙特卡罗方法模拟光子在有界生物组织的传输,与半无限大肿瘤组织中光子分布的特性对比,分析光子在有界肿瘤组织中的分布特性。结果肿瘤组织中光子能量... 目的研究有界肿瘤组织中光子分布特性。方法通过建立光在有界肿瘤组织中传输模型,用蒙特卡罗方法模拟光子在有界生物组织的传输,与半无限大肿瘤组织中光子分布的特性对比,分析光子在有界肿瘤组织中的分布特性。结果肿瘤组织中光子能量密度分布在纵向和横向基本是按负指数规律变化,但沿纵向在入射表面附近有极值点,当取定较小边界范围时,光子能量密度增加,组织内的有效光子数下降。结论有界肿瘤组织光子能量密度沿纵向和横向变化规律与半无限大组织变化规律相似,肿瘤组织边界影响光子在生物组织的能量密度和有效光子数分布。 展开更多
关键词 蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟 有界生物组织 光子分布
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激光脉冲水下时域特性的蒙特卡罗模拟 被引量:7
18
作者 吴王杰 章曦 +1 位作者 吴方平 蒋敏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期366-370,共5页
基于蒙特卡罗方法定量分析了光子在目标平面上的时间分布和光子在机载雷达处的时间分布。对于目标平面处接收到的光子时间分布,光子的峰值时间随目标深度的变化关系近似呈现线性的变化规律,而归一化光子数目随目标深度的变化关系近似呈... 基于蒙特卡罗方法定量分析了光子在目标平面上的时间分布和光子在机载雷达处的时间分布。对于目标平面处接收到的光子时间分布,光子的峰值时间随目标深度的变化关系近似呈现线性的变化规律,而归一化光子数目随目标深度的变化关系近似呈现负幂指数的变化规律。对于光子返回机载雷达处的时间分布,研究发现随着风速的增加,机载雷达接收到的归一化光子数目逐渐减少;而当风速增加到一定程度,这一影响变得不再明显。 展开更多
关键词 激光探测 光子时间分布 蒙特卡罗方法 波动水面
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光子晶体环形谐振腔异质结构超微多路光分束器 被引量:4
19
作者 郭浩 方利广 +3 位作者 吴小华 于天宝 廖清华 黄永箴 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1198-1202,共5页
基于直波导和环形谐振腔的耦合特性,设计了一种新型、高效的二维光子晶体异质结构光分束器.时域有限差分法模拟表明,该设计仅仅通过改变介质柱的折射率,使光场发生重新分布,便可实现输出能量的均分或自由分配.在通信波长范围,该设计结... 基于直波导和环形谐振腔的耦合特性,设计了一种新型、高效的二维光子晶体异质结构光分束器.时域有限差分法模拟表明,该设计仅仅通过改变介质柱的折射率,使光场发生重新分布,便可实现输出能量的均分或自由分配.在通信波长范围,该设计结构尺寸小、分束角度大、分束率高,这些特性使其在光通信领域具有重要的应用前景. 展开更多
关键词 光子晶体波导 分束器 能量均分 环形谐振腔
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一维光子晶体中的光场特性 被引量:2
20
作者 王婧 吴向尧 +5 位作者 刘晓静 巴诺 张斯淇 李宏 郭义庆 尹新国 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期698-705,共8页
通过给出任意角度入射光在一维光子晶体中传播的透射率、反射率及场强分布解析式,研究入射光为不同角频率时在光子晶体内部的场强分布,及入射光角度、光子晶体周期数和光子晶体光学厚度对场强分布的影响.
关键词 光子晶体 透射率 反射率 光场分布
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