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一维多层介质光子晶体的禁带特征及其在滤波中的应用 被引量:12
1
作者 章祎 王奇 陈园园 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期68-72,共5页
利用光学传输矩阵法,研究了一维多层介质光子晶体的禁带特征.分析讨论了介质层排列、折射率及几何厚度等因素对光子晶体禁带的影响,进一步数值计算研究表明四层介质以上的光子晶体会因介质层排列顺序不同而产生不同的光子禁带,利用这... 利用光学传输矩阵法,研究了一维多层介质光子晶体的禁带特征.分析讨论了介质层排列、折射率及几何厚度等因素对光子晶体禁带的影响,进一步数值计算研究表明四层介质以上的光子晶体会因介质层排列顺序不同而产生不同的光子禁带,利用这一特点设计了一种新型的光子晶体滤波器,并研究了其窄带滤波特性. 展开更多
关键词 晶体光学 滤波器 传输矩阵法 一维多层介质光子晶体
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一维光子晶体与光学多层介质膜 被引量:8
2
作者 陈慰宗 申影 +1 位作者 刘军 卜涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第9期1081-1084,共4页
本文阐述了一维光子晶体和光子禁带的概念,对比了一维光子晶体与光学多层介质膜在结构和特性方面的联系和差别,运用薄膜光学的理论和方法讨论了多层介质膜的高反射带与光子禁带和膜系结构参量的关系.
关键词 一维光子晶体 光子禁带 高反射带 光学多介质 薄膜光学 膜系结构参量
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介质中间层的引入对光子晶体薄板特性的影响
3
作者 沈宏君 《量子光学学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期127-133,共7页
利用导模展开方法计算得到了三角格子三组分光子晶体薄板的能带结构和固有损耗。在光子晶体薄板中引入的第三组分中间介质层对光子晶体薄板的能带结构和固有损耗有着显著的影响。光子带隙宽度与带隙边界的位置与中间介质层的厚度和其介... 利用导模展开方法计算得到了三角格子三组分光子晶体薄板的能带结构和固有损耗。在光子晶体薄板中引入的第三组分中间介质层对光子晶体薄板的能带结构和固有损耗有着显著的影响。光子带隙宽度与带隙边界的位置与中间介质层的厚度和其介电常数大小紧密相关,随着中间介质层的厚度或中间介质层的介电常数的增加,带隙边界移往低频,而各能带所对应的次导模所受固有损耗减小。 展开更多
关键词 光子晶体薄板 真导模 次导模 固有损耗 介质中间
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光子晶体薄板波导中介质中间层的引入对其特性的影响
4
作者 沈宏君 《量子光学学报》 CSCD 北大核心 2010年第3期221-229,共9页
光子晶体薄板波导中由于第三组分的引入,波导导模的能带结构、固有损耗、群速度和群速度色散特性被明显改变。随着介质中间层的介电常数的增加,各导模向低频转移,而在这些导模的较高群速度频段内,导模遭受的固有损耗减小。由光子晶体薄... 光子晶体薄板波导中由于第三组分的引入,波导导模的能带结构、固有损耗、群速度和群速度色散特性被明显改变。随着介质中间层的介电常数的增加,各导模向低频转移,而在这些导模的较高群速度频段内,导模遭受的固有损耗减小。由光子晶体薄板波导的导模能带对引入的介质中间层的敏感程度的分析可知,光子晶体薄板波导的介质薄板厚度越厚,波导宽度越宽那么该结构对中间层的引入越不敏感。在人们设计实用的光子晶体薄板波导系统时,介质中间层的引入对该系统的光学性能所带来的影响必须被充分考虑。 展开更多
关键词 三组分光子晶体薄板波导 介质中间 固有损耗 群速度 群速度色散
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光子晶体的带隙破缺随插入介质层变化规律的研究
5
作者 宁学峰 闫珂柱 《光电子技术与信息》 2004年第6期89-89,共1页
对于光子晶体的理论研究,比较成熟的有平面波法和传输矩阵法,本文采用传输矩阵法,讨论了一维光子晶体能带结构中的光学传输特性,进而从理论上分析了在一维光子晶体中掺杂后的特征矩阵.证明了由光子晶体的缺陷结构引起的光子禁带破... 对于光子晶体的理论研究,比较成熟的有平面波法和传输矩阵法,本文采用传输矩阵法,讨论了一维光子晶体能带结构中的光学传输特性,进而从理论上分析了在一维光子晶体中掺杂后的特征矩阵.证明了由光子晶体的缺陷结构引起的光子禁带破缺,当插入介质层的折射率在小范围内变化时,得出了禁带破缺处对应的入射光频率与其成反比的关系,并数值模拟了它们对应的关系曲线, 展开更多
关键词 一维光子晶体 带隙 光子禁带 传输矩阵法 入射光 特征矩阵 光学传输 介质 光频率 平面波法
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基于光子晶体多层膜的对称薄膜波导特性研究 被引量:2
6
作者 廖同庆 汪忠柱 谢延玉 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期626-631,共6页
研究了一种"光子晶体多层膜+波导层+光子晶体多层膜"对称薄膜的波导特性,光子晶体多层膜的第一禁带频率范围为73~99 THz。采用多层介质平板波导理论研究了频率在73~99THz间的电磁波在波导中的传输特性。结果表明波导传输的... 研究了一种"光子晶体多层膜+波导层+光子晶体多层膜"对称薄膜的波导特性,光子晶体多层膜的第一禁带频率范围为73~99 THz。采用多层介质平板波导理论研究了频率在73~99THz间的电磁波在波导中的传输特性。结果表明波导传输的是TE_0和TM_0基模,对于高次模式,不能在波导中传输,另外,频率在73~99 THz间的电磁波在波导层(中心层)的功率约束因子(Γ)在0.99~1之间,即此时电磁波几乎完全局限在波导层内传输,为了比较,处在光子带隙外的频率分别为40THz和50 THz的电磁波在波导层内的功率约束因子分别为0.84和0.86,因此,利用光子带隙特征,由光子晶体多层膜构造的对称薄膜波导具有超低损耗特性。 展开更多
关键词 波导光学 光子晶体波导 超低损耗 介质波导理论 功率约束因子 传输模式
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含增益缺陷层的1维三元光子晶体特性研究 被引量:4
7
作者 高雯婧 梁良 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期147-150,共4页
为了设计出具有特殊光学特性的晶体,在不考虑色散的基础上,采用传输矩阵法对缺陷层为增益介质的1维三元光子晶体的光学特性进行了理论分析和数值模拟,主要研究了在0.242μm处能获得最大光放大时所对应的增益介质的厚度及光学常数,并讨... 为了设计出具有特殊光学特性的晶体,在不考虑色散的基础上,采用传输矩阵法对缺陷层为增益介质的1维三元光子晶体的光学特性进行了理论分析和数值模拟,主要研究了在0.242μm处能获得最大光放大时所对应的增益介质的厚度及光学常数,并讨论了当中心波长变化时的光放大特点。结果表明,当中心波长为0.3μm时,中心波长两侧存在着对应的禁带,改变缺陷层厚度及光学常数对该带隙结构的影响很小;但通带边0.242μm波长处获得很强的光放大。这一结果为今后获得具有所需特征缺陷的光子晶体提供了理论指导。 展开更多
关键词 材料 光子晶体 传输矩阵法 缺陷 增益介质 光放大
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介质材料厚度对一维光子晶体禁带的影响 被引量:1
8
作者 王正刚 侯国付 +2 位作者 赵颖 刘彩池 孙卫忠 《南开大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期80-85,共6页
由Si和SiO2两种介质材料构成一维二元光子晶体,研究了介质材料各层厚度对光子禁带宽度和禁带位置的影响.为了更加接近实际情况,数值模拟中考虑了Si和SiO2折射率随波长的变化及材料的吸收.研究结果表明,在单周期厚度不变时,随着Si和SiO2... 由Si和SiO2两种介质材料构成一维二元光子晶体,研究了介质材料各层厚度对光子禁带宽度和禁带位置的影响.为了更加接近实际情况,数值模拟中考虑了Si和SiO2折射率随波长的变化及材料的吸收.研究结果表明,在单周期厚度不变时,随着Si和SiO2两种高低折射率介质厚度比值的增加,光子禁带变窄且禁带中心向长波方向移动;在两种介质厚度比值确定时,随着两种介质厚度同步递增,光子禁带展宽的同时禁带中心向长波方向移动.因此,在介质材料确定的前提下,可通过改变介质材料各层的厚度获得所需要的光子禁带. 展开更多
关键词 一维光子晶体 光子禁带 介质厚度
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一种双通道D型光子晶体光纤SPR传感器实现方法
9
作者 郭才城 《中国科技信息》 2024年第8期111-115,共5页
表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons,SPP)是由金属表面自由电子集体振荡形成的电磁模式。当入射光波与SPP波满足波矢匹配条件时,入射光波的能量会转移到金属表面,从而在金属-介质层之间激发产生表面等离子体共振(Surface Plasmon ... 表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons,SPP)是由金属表面自由电子集体振荡形成的电磁模式。当入射光波与SPP波满足波矢匹配条件时,入射光波的能量会转移到金属表面,从而在金属-介质层之间激发产生表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)现象,同时在输出光谱上产生对应的共振吸收峰。理论和实验结果表明,当介质层的折射率发生变化时,波矢匹配条件随之变化,相应的SPR共振峰发生偏移,通过分析输出光谱的变化,从而实现对目标物的实时检测。SPR传感技术具有灵敏度高,抗电磁干扰能力强以及可实时监测的优良特性,在化学、生物医学及环境监测领域得到了广泛的应用。 展开更多
关键词 表面等离子体共振 SPR传感器 表面等离激元 光子晶体光纤 介质 共振峰 入射光 波矢匹配
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全矢量有限元模型及其在光波导和光子晶体光纤中的应用 被引量:12
10
作者 张方迪 刘小毅 +1 位作者 张民 叶培大 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期209-215,共7页
为了研究光波导和光子晶体光纤的模式特性和传输特性,从矢量波动方程出发,推导出了各向异性介质中场微分方程复数泛函表达式,利用棱边/节点混合元离散了该泛函,加入了各向异性介质匹配层边界条件,得到关于传播常量的广义特征值方程.以... 为了研究光波导和光子晶体光纤的模式特性和传输特性,从矢量波动方程出发,推导出了各向异性介质中场微分方程复数泛函表达式,利用棱边/节点混合元离散了该泛函,加入了各向异性介质匹配层边界条件,得到关于传播常量的广义特征值方程.以矩形波导为例,对各向异性介质匹配层边界条件的吸收特性进行了研究,得到了基模以及几个高阶模的场分布、色散曲线和损耗曲线.结果表明该方法可靠有效.对正六边形晶格光子晶体光纤进行了分析.数据表明:光纤有效折射率随空气孔直径或波长的增大而减小,但与空气孔圈数无关;光纤限制损耗(confinementloss)随波长增大近似成指数增大,而增加空气孔直径或者空气孔圈数则可使之显著降低. 展开更多
关键词 有限元 光波导 完全匹配介质 光子晶体光纤
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基于FDTD的波导介质层PBG结构的研究 被引量:5
11
作者 闫敦豹 袁乃昌 付云起 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期118-123,共6页
该文提出了波导中介质层式的PBG结构,并对其阻带特性进行了数值分析,其中包括PBG 结构的设计;周期长度、周期个数、单元尺寸等几个方面对阻带特性的影响等,并给出了结论。利用介质层 PBG结构来制作波导滤波器具有设计简单、易于实现的... 该文提出了波导中介质层式的PBG结构,并对其阻带特性进行了数值分析,其中包括PBG 结构的设计;周期长度、周期个数、单元尺寸等几个方面对阻带特性的影响等,并给出了结论。利用介质层 PBG结构来制作波导滤波器具有设计简单、易于实现的显著优点。 展开更多
关键词 FDTD 波导介质 PBG结构 滤波器 光子晶体 光子带隙 结构设计
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一维光子晶体的电磁波理论及实现方法 被引量:4
12
作者 陈旻 顾培夫 +1 位作者 刘旭 李海峰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第8期953-956,共4页
对一维光子晶体的电磁波理论及周期介质中的 Bloch波解做了详细的推导 ,给出了光子晶体中的禁带存在的理论依据 ,并以此分析了禁带的特征 .同时 ,对一维光子晶体的光学理论做了阐释 ,并应用于一维光子晶体的设计实践 .列举了两个多层周... 对一维光子晶体的电磁波理论及周期介质中的 Bloch波解做了详细的推导 ,给出了光子晶体中的禁带存在的理论依据 ,并以此分析了禁带的特征 .同时 ,对一维光子晶体的光学理论做了阐释 ,并应用于一维光子晶体的设计实践 .列举了两个多层周期介质膜的禁带特性 .最后对光子晶体的应用和制造前景做了展望 . 展开更多
关键词 光子晶体 Bloch波解 禁带 周期介质膜系 电磁波理论 半导体技术
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三维光子晶体的研制进展 被引量:3
13
作者 张跃 《微纳电子技术》 CAS 2005年第3期123-125,共3页
介绍了美国桑迪亚国家实验室和美国依阿华州立大学的研究小组等研究机构的科学家们近年来研制三维光子晶体的方法和进展。阐明了具有多层结构的三维光子晶体的应用前景。
关键词 光子带隙 光子晶体 介质 周期排列 结构
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厚度的阶梯性变化对远红外高反射光子晶体带隙的调制研究
14
作者 王超 张凤祥 +4 位作者 邵东旭 程冰心 石敏 黄茂松 许遥 《红外技术》 CSCD 北大核心 2016年第9期793-797,共5页
利用特征矩阵法,研究了光波正入射时,厚度的阶梯性变化对远红外高反射光子晶体带隙的影响。结果表明,随着高折射介质层厚度的阶梯性增加,光子晶体高反射带的起始波长和截止波长都逐渐向长波方向移动,高反射带宽度也逐渐增大。高反射带... 利用特征矩阵法,研究了光波正入射时,厚度的阶梯性变化对远红外高反射光子晶体带隙的影响。结果表明,随着高折射介质层厚度的阶梯性增加,光子晶体高反射带的起始波长和截止波长都逐渐向长波方向移动,高反射带宽度也逐渐增大。高反射带起始波长、截止波长和高折射介质层厚度变化之间的关系可以分别利用一次方拟合表示,而高反射带宽度则需要利用二次方拟合才能达到理想的结果。 展开更多
关键词 介质厚度 高反射带 光子晶体
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光学材料 光学晶体、液晶
15
《中国光学》 EI CAS 2007年第6期67-69,共3页
关键词 二维光子晶体 一维光子晶体 缺陷模 铁电液晶 透射率 负折射率介质 光学晶体 介质 双稳态 数值计算
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光学材料 光学晶体、液晶
16
《中国光学》 CAS 2005年第6期69-71,共3页
O713 2005064433 单轴晶体中的负折射现象研究=Investigation of negative refraction in a uniaxial crystal[刊,中]/罗海陆(华南师范 大学传输光学实验室.广东,广州(510631)).胡巍…∥光 学学报.-2005,25(9),-1249-1253 分析了在... O713 2005064433 单轴晶体中的负折射现象研究=Investigation of negative refraction in a uniaxial crystal[刊,中]/罗海陆(华南师范 大学传输光学实验室.广东,广州(510631)).胡巍…∥光 学学报.-2005,25(9),-1249-1253 分析了在各向同性介质和单轴晶体界面实现负折射 的最佳条件。计算发现。 展开更多
关键词 一维光子晶体 光学晶体 液晶 单轴晶体 负折射率介质 缺陷 光子带隙结构 光子吸收系数 吸收光谱 电场强度
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光子晶体微谐振腔的调谐特性 被引量:14
17
作者 欧阳征标 许桂雯 +3 位作者 孙一翎 张登国 阮双琛 李景镇 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期399-401,408,共4页
利用光学传输矩阵法研究了3种基于一维缺陷态光子晶体的微谐振腔的调谐特性。结果发现,对于每种结构,在某一波长的波垂直进入光子晶体时,在缺陷层位置会激发起幅度远大于入射波幅度的场,即产生了谐振现象并形成了微谐振腔;改变缺陷层厚... 利用光学传输矩阵法研究了3种基于一维缺陷态光子晶体的微谐振腔的调谐特性。结果发现,对于每种结构,在某一波长的波垂直进入光子晶体时,在缺陷层位置会激发起幅度远大于入射波幅度的场,即产生了谐振现象并形成了微谐振腔;改变缺陷层厚度可对谐振波长调谐;对于缺陷层两侧为高折射率介质层的结构1和结构2,调谐特性呈现出非线性;而对于缺陷层两侧为低折射率介质层的结构3,调谐特性是线性的。在单模工作条件下,结构1和2的调谐范围约为结构3的3倍。 展开更多
关键词 调谐特性 微谐振腔 光子晶体 光学传输矩阵法 缺陷 谐振现象 波长调谐 高折射率 低折射率 单模工作 调谐范围 介质 结构 缺陷态 入射波 非线性 幅度
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一维光子晶体光学性质的一种简化分析方法
18
作者 罗杰 须萍 高雷 《物理教师(高中版)》 2011年第11期70-72,F0003,共4页
本文利用大学物理的光学中的一些简单、容易理解的基本概念和规律讨论了一维光子晶体中各介质层对入射光的作用,进而将一维光子晶体等效成特殊介质层,最终以一种直观的方式解释了光子晶体的基本光学性质.(A/B)^n型光子晶体可以等效看... 本文利用大学物理的光学中的一些简单、容易理解的基本概念和规律讨论了一维光子晶体中各介质层对入射光的作用,进而将一维光子晶体等效成特殊介质层,最终以一种直观的方式解释了光子晶体的基本光学性质.(A/B)^n型光子晶体可以等效看作是单一的特殊的增反层,其特殊之处在于该结构能够对中心波长以及其邻域内的一段波长的入射光都起着强烈的增反作用,形成以中心波长为中心的透射禁带;(A/B)^n/C/(B/A)^m型光子晶体可以等效看作是"等效增反层/增透层/等效增反层"的类似法布里-珀罗共振腔的结构.本文提出的理论分析方法相比于数值方法更为直观、易懂,有助于理解数值计算中的一些重要结论. 展开更多
关键词 光子晶体 等效介质 光学性质
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Effects of negative index medium defect layers on the transmission properties of one-dimensional photonic crystal 被引量:1
19
作者 XIANG Yuan-jiang DAI Xiao-yu WEN Shuang-chun 《Optoelectronics Letters》 EI 2007年第2期144-147,共4页
The photonic band gap structure of 1D photonic crystal with a negative index medium defect layer is studied by using the transfer matrix method. Investigations show that the introdufion of negative index medium defect... The photonic band gap structure of 1D photonic crystal with a negative index medium defect layer is studied by using the transfer matrix method. Investigations show that the introdufion of negative index medium defect layer and the increase of the negative index value will result in an extension of the band gap. Moreover, by increasing the negative index, the width of defect layer and the numbers of period photonic crystal, the width of defect modes will be narrowed, which is advantaged to obtain optical filters with narrow band. Finally, the effects of absorption on the properties of band gap and on defect modes have been discussed. 展开更多
关键词 一维光子晶体 传输性质 负系数介质 缺陷 带隙结构
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一维金属-介质周期结构的自准直特性和亚波长成像 被引量:4
20
作者 张锦龙 刘旭 +2 位作者 厉以宇 李明宇 顾培夫 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期6075-6079,共5页
计算了一维金属-介质周期结构(1DMD)的色散曲线,利用传输矩阵法模拟了该结构对入射高斯光束的自准直作用,着重讨论了金属层吸收的影响;对该结构在半波长厚度时近场成像特性进行了分析,单光源的成像分辨率为λ/8,达到亚波长分辨效果;分... 计算了一维金属-介质周期结构(1DMD)的色散曲线,利用传输矩阵法模拟了该结构对入射高斯光束的自准直作用,着重讨论了金属层吸收的影响;对该结构在半波长厚度时近场成像特性进行了分析,单光源的成像分辨率为λ/8,达到亚波长分辨效果;分辨率随着光源逐渐远离近场范围而降低.双狭缝的成像模拟进一步验证了1DMD结构的近场亚波长成像能力,分辨率达到λ/3. 展开更多
关键词 光子晶体 自准直 亚波长成像 金属-介质
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