基于一维三元光子晶体的全向可调反射器设计

基于一维三元光子晶体(CBA)N结构设计了全向可调反射器,用传输矩阵法对该结构TE和TM两种模式的电磁平面波传输特性进行了研究,分别讨论并得到了在这两种模式电磁波下半导体GaAs厚度、入射角和外部压强等该反射器的结构优化参数。经过理论计算与数值模拟发现,用该结构制成的反射器对TE波与TM波都能产生全向的光子禁带,并且半导体GaAs的介电特性在近红外波段受外部压强调节,为设计该波段压强调控的全向反射器提供了理论依据。

光学厚度对一维三元光子晶体禁带特性的影响

运用光学传输矩阵理论,研究了一维三元光子晶体的禁带特性.数值模拟结果表明:最高折射率和最低折射率介质的光学厚度明显地影响其绝对禁带宽度,而较高折射率介质的光学厚度对其相对禁带宽度影响较大.与二元光子晶体相比,三元光子晶体的绝对带宽和相对带宽都远远大于二元光子晶体.

具有复介电缺陷一维三元光子晶体禁带特性的研究

运用光学传输矩阵理论,研究了具有复介电常量缺陷层一维三元光子晶体的禁带特性。数值模拟结果得出:含有单缺陷的一维三元光子晶体的禁带中出现透射峰A和透射峰B,缺陷层复介电常量的虚部对透射峰B的影响很大。虚部为正时,表现为对透射峰B的吸收,随着虚部的增加,透射峰B逐渐降低;虚部为负时,表现为对透射峰B先增益然后吸收,随着虚部的增加,透射峰B先增加后减少。但缺陷层复介电常量虚部的变化对透射峰A基本不影响。本研究为光子晶体同时实现双通道滤波器和放大器提供理论参考。

一维三元光子晶体微腔中模式竞争特性的研究

用传输矩阵的方法研究了一维三元光子晶体带增益介质微腔的传输特性,结果显示透射谱有模式竞争的特性。发现透射主峰的中心波长和ZnO增益介质层厚度互相匹配。在其他参数合适的情况下,改变ZnO增益介质层厚度,透射主峰的中心波长也相应改变。另外,增大光子晶体介质层数目或是增大泵浦光强度,模式竞争现象更加明显。

对称结构一维三元光子晶体的透射谱和电场分布

用传输矩阵法研究对称结构一维三元光子晶体(ABC)n(CBA)n的透射谱及内部电场分布,结果发现:随着n的增加,出现的单条透射峰越加锋锐,光子晶体内部局域场越强;当增加介质层A或C的折射率时,透射峰向长波方向移动,且随着nA的增加,光子晶体内部局域场逐渐减弱,而随着nC的增加,光子晶体内部局域场则逐渐增强.这些传输特性可为光子晶体设计和制造新型光学器件提供参考.

两端镜像对称缺陷三元光子晶体的特性研究

运用光学传输矩阵理论,研究了两端镜像对称缺陷层一维三元光子晶体的光传输特性,并比较了一维三元光子晶体与一维二元光子晶体的禁带特性。数值模拟结果得出:一维三元光子晶体的禁带明显宽于二元光子晶体;且在三元光子晶体两端加相同缺陷层后,禁带展宽的同时出现了多个窄的透射峰。考察了影响透射峰的主要因素,缺陷层的折射率越大,透射峰越尖锐;缺陷层的光学厚度在500 nm到800 nm范围内,缺陷层的光学厚度越大,透射峰越尖锐,且向长波方向移动;光子晶体的周期数越大,透射峰越尖锐,且透射峰的个数增加。这种结构可用来实现多通道窄带滤波器,通过调节各个参数可得到所需要的波长以及通道数目的窄带滤波器。

复介电缺陷对称一维三元光子晶体传输特性的研究

利用传输矩阵法,研究了具有复数电常数缺陷对称一维三元光子晶体的透射谱和增益特性.结果显示,无论加入奇数个还是偶数个缺陷,在第一禁带和第二禁带中分别出现了透射峰A和透射峰B.在缺陷层介电常数的虚部为负值时,缺陷模B表现出良好的增益效果;在缺陷层介电常数的虚部为正值时,缺陷模A表现出一定的增益特性,含6缺陷的增益效果比较明显.

有缺陷的一维三元光子晶体透射谱特性的研究

运用光学传输矩阵理论,研究了有缺陷的一维三元光子晶体的透射谱特性。数值模拟结果表明:光子晶体透射谱特性将受到缺陷层折射率和光学厚度的影响。

一维三元光子晶体的传输特性研究

运用光学传输矩阵理论对一维三元光子晶体传输特性进行了数值计算。结果表明,其带隙宽度随结构参数a、b明显的改变;适当调节两个参数,得到了带隙相对宽度(Δω/ω0)为68%的带隙结构,带隙宽度几乎不随入射角的变化而改变,并且随实际操作中带来的随机误差引起的无序度的改变不明显,由此可方便地用于制作全角宽带反射镜等光学器件。

含左手材料的一维三元准周期光子晶体带隙特性研究

选用LiF、Si和左手材料为介质构成了一维三元光子晶体,并在考虑其色散关系和几何厚度随机误差的基础上,利用传输矩阵法,计算了该光子晶体的带隙结构。结果表明:各介质厚度的变化率相同时,主带隙的相对宽度的变化率也相同,而折射率最大的介质厚度的变化对带隙绝对宽度的影响最大。光线入射角度的变化对主带隙的绝对宽度和相对宽度的影响较小。