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基于全反射实现光波单向传输的二维光子晶体异质结构研究

在光通信系统中,为了避免反射光对有源器件正常工作的影响,保证光学系统的稳定性,需要在光路中设置光波单向传输器。为适应光电集成的发展趋势,制备可集成化的光波单向传输器尤为重要。光子晶体由于其晶格常数与工作波长在一个数量级上而成为制备集成化的光波单向传输器件的首选材料。目前实现光波单向传输的光子晶体主要是在光子晶体中加入磁性材料或者非线性材料,利用磁性材料的旋光效应或非线性材料的非线性效应。但前者需要外界磁场的作用实现旋光,后者需要高功率的入射光产生非线性效应,两者在实际应用中都不是很便利。为克服以上两种光子晶体的缺陷,研究者发现破坏电介质光子晶体的空间结构对称性,亦可实现光波单向传输。例如通过构造具有不同方向带隙的光子晶体异质结构来实现光波单向传输。但由于能带特性的制约,加大了结构的构造难度。本文在二维光子晶体异质结界面的设计上考虑了全反射的因素,使其在实现光波单向传输时,降低了对能带特性的要求,简化了结构的构造难度。利用有限时域  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

《计算机与数字工程》2020年02期
计算机与数字工程

高速可靠的单向传输系统的研究与设计

针对单向传输系统在高速网络环境中的传输可靠性问题,研究传输可靠性的保障机制并设计一个高效可靠的单向传输系统。为了提高传输可靠性,利用Cauchy Reed-Solomon(CRS)编码设计编码、解码模块,通过尽可...  (本文共5页) 阅读全文>>

安徽大学
安徽大学

飞秒激光制备水滴/气泡单向传输复合结构膜的方法研究

自然界中的物种经过亿万年的进化与选择,为了适应环境的变化,它们会进化成具有特殊润湿性的微纳米结构界面。因此,通过制备微纳米结构形成特定的润湿界面成为目前研究者们迫切需要解决的问题。本论文将飞秒激光微纳米加工技术和仿生设计原理相结合,根据相关的工程应用需求,设计出具有特殊润湿性的微纳结构区域。首先,分析了飞秒激光微纳米加工系统的主要组成部分;在此基础上,研究了飞秒激光脉冲能量、脉冲次数对铝箔表面烧蚀微孔孔径大小的映射规律;接着,探索了基于超亲水/超疏水的微孔阵列铝箔的水滴单向传输模型的设计与制备、基于亲水/超疏水(疏气/超亲气)的微孔阵列铝箔膜的气泡单向传输模型的设计与制备,并对水滴/气泡的单向传输机制进行了系统地研究。具体内容如下:(1)揭示了飞秒激光微纳米加工系统的主要组成结构;以飞秒激光与材料相互作用的多尺度理论为基础,研究了飞秒激光脉冲能量、脉冲次数对铝箔表面烧蚀微孔孔径大小的映射关系,实现了铝箔表面不同微孔阵列大小的可控...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

太原理工大学
太原理工大学

光子晶体异质结构偏振无关光波单向传输研究

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。本文提出了三种基于二维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...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京邮电大学
南京邮电大学

基于光子晶体波导和腔耦合的光单向传输结构的设计与性能分析

在光通信系统中,为了确保光学系统的稳定以及避免反射光对有源器件正常工作的影响,在光路中设置光波单向传输器是很有必要的。光子晶体是一种由不同介电常数的材料在空间中周期排列而成的人工材料,具有光子禁带和光子局域特性,可用于制备光单向传输结构。目前的方法是在光子晶体中加入非线性材料或磁性材料形成光子晶体单向传输器件,利用非线性材料的非线性效应或者磁性材料的旋光效应来实现单向性的。但是前者需要高功率的入射光产生非线性效应,后者需要外界磁场的作用实现旋光,在实际应用中两种方法都不是很便利。为避免以上两点,本文从破坏光传输路径的空间对称性出发,利用模式的匹配性来设计、研究光的单向传输结构,并根据单向传输特性对结构进行优化。运用COMSOL和Rsoft软件进行结构的仿真设计和光学调制特性的分析。按照结构中高介电常数区域的分布可将光子晶体分为柱型和孔型。本文首先对柱型光子晶体分别按照正方格子和三角格子进行光单向传输结构设计与分析,介质柱为硅,背...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

华北电力大学(北京)
华北电力大学(北京)

数据单向传输系统的设计与实现

随着互联网技术的普及,信息系统大大提高了人们的工作效率,信息系统在企业和单位的工作中扮演越来越重要的角色。互联网的普及也带了网络安全问题,接入互联网的计算机都有可能遭受网络攻击。企业将核心业务系统部署在内部网络中,通过严格控制网络间的数据交互,避免信息系统机密信息泄露和遭受黑客攻击。本文设计的数据单向传输系统部署在两个不同密级的网络间,实现两个网络间的数据单向流动。本文采用单向光网卡和单工串口设计并实现单向传输通道,由于数据只能单向流动,单向传输通道两侧不可以建立传统的在线连接,使得数据发送方不能在线控制接收方,接收方也不能将数据发送给另一侧,保证了高密级网络的安全,防止遭受网络攻击。本文对单向传输通道进行研究,研究如何实现单向传输通道的可靠性以及达到最大传输速度的方法。分析单向传输的特性,对基于单向传输通道的应用进行研究,应用如何实现数据转发以及如何处理网络数据。本文完成了数据单向传输系统的设计和实现,数据单向传输系统包括单向...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>