金属-DBR-金属结构中光学Tamm态的弱耦合特性研究

当金属-分布式Bragg反射镜-金属(M1-DBR-M2)结构中的DBR周期数比较大时,M1-DBR-M2中的两光学Tamm态(OTS)发生弱耦合。通过研究M1-DBR-M2结构中OTS弱耦合情况下的反射光谱和OTS本征波长电场分布,揭示了弱耦合情况下的OTS和光隧穿效应。研究结果表明:在弱耦合情况下,金属薄膜M1的厚度影响了OTS的本征波长,而金属薄膜M2的厚度对OTS的本征波长没影响。虽然弱耦合情况下只能激发M1-DBR交界面处的OTS1,但电场局域现象并不是仅仅发生在M1-DBR交界面处,光可以穿过DBR到达并被局域在DBR-M2交界面处,存在光的隧穿效应。光隧穿效应的强弱与两OTS的本征波长失谐量大小有关,本征波长失谐量越小,光隧穿效应越强。两OTS的本征波长失谐量的大小,也影响了光在M1-DBR-M2结构中局域的强弱,本征波长失谐量越小,光的局域现象越强,反射光谱中凹峰处的反射率越小。

基于自准直效应的光子晶体异质结偏振分束器

基于光子晶体的自准直效应和禁带特性,提出了一种具有非正交异质结结构的光子晶体偏振分束器.无需引入缺陷或波导,可使光波在该结构中准直无发散地传输并实现分束功能,对制造工艺的要求大大降低.利用Rsoft软件,结合平面波展开法和二维时域有限差分法,对提出的偏振分束器进行了仿真研究.结果表明,该偏振分束器在一个较大的频率范围f=0.275—0.285(a/λ)内可实现横电(TE)和横磁(TM)模的大角度偏振分离,TE和TM模的透过率均在88%以上,偏振消光比分别大于26.57 dB和17.50 dB.该结构可应用到太赫兹波段的传输系统中,a=26μm,尺寸大小为572μm×546μm,在91—95μm波长范围内可实现TE和TM模的分离.利用该结构可设计用于光通信系统(n=3.48)的偏振分束器,a=426.25 nm,结构仅为9.38μm×8.95μm.本方案结构简单,易于集成,有望在集成光路的发展中发挥重要作用.

基于光学Tamm态的石墨烯光调制器

利用光学Tamm态(OTS)在金属-分布式布拉格反射镜(DBR)界面处的局域场增强和石墨烯的电控特性,提出一种基于OTS的石墨烯光调制器。利用有限元法和时域有限差分法对提出的调制器进行仿真研究。研究结果表明:当入射波长为850.7 nm时,在金属-DBR界面处会产生OTS,入射光的反射率比较低;当外加驱动电压大于7.5 V时,OTS的本征波长会发生漂移,入射光的反射率增大,可以实现强度调制。调制器的最大调制深度可达0.96,消光比为14.45 dB,在不考虑电路RC时间常数影响的情况下,调制速率超过600 GHz。该结构石墨烯光调制器在一定波长范围内,可以实现调制深度不同的光调制,在未来的光通信系统和光信息处理系统中具有很好的应用前景。