用两端对称缺陷复合光子晶体实现多通道滤波和光开关

用传输矩阵法计算了两端对称缺陷复合光子晶体结构的光传输特性。计算结果表明:两端对称缺陷复合光子晶体[D(AB)mD]2结构中的禁带出现两个完全共振透射峰。通过控制入射光强来微调光子晶体材料的介电常数,使得完全共振透射峰移动,且介电常数变化越大,共振透射峰偏移越大,从而形成高效率的双通道光开关。当光子晶体为[D(AB)mD]N结构时,每个完全共振透射峰都分裂为N-1条,这样可通过调节N同时实现所需要通道数目的高效多通道光开关和多通道滤波器。

复介电右手材料和左手材料构成的光子晶体的特性研究

利用传输矩阵法研究了复介电右手材料和左手材料构成的光子晶体的带隙结构和光传输特性。研究结果表明:一维右手材料和左手材料构成的光子晶体具有宽禁带的特点,禁带中出现多个共振透射峰。当组成该光子晶体的右手材料为复介电且其虚部为负时,各共振透射模式都出现了较强的增益,且虚部的绝对值较小时,增益随着波长的增加呈指数减小。而虚部的绝对值较大时,增益与波长的关系近似呈倒"V"形状。随着复介电常量的虚部绝对值的增加,各透射增益先增加后减少,中间存在一极值点。而当组成该光子晶体的右手材料的复介电虑部为正时,表现为对各共振透射模式的吸收,且吸收随着波长的增加呈指数增加。这一结果为光子晶体同时实现多通道超窄带滤波器和光放大微器件提供了理论基础。

复介电双周期光子晶体的特性研究

利用传输矩阵法研究了复介电双周期光子晶体的带隙结构和光传输特性。研究发现:一维双周期光子晶体的光子带隙结构中在两光子晶体带隙交叠处具有很明显的两共振透射峰。当组成双周期光子晶体的一种介质为复介电且其虚部为负时,两共振透射模式都出现了较强的增益。随着复介电常量的虚部的增加,两透射增益先增加后减少,中间存在一极值点。而当组成双周期光子晶体的一种介质的复介电虚部为正时,表现为对两共振透射模式的吸收。这一结果为光子晶体同时实现双通道超窄带滤波器和光放大微器件提供了理论基础。

两端对称负折射率缺陷复合光子晶体:多通道滤波和光开关

采用传输矩阵法对两端对称负折射率缺陷复合光子晶体结构[D(AB)mD]N的透射特性进行了研究。结果表明:当N=2时,该结构透射谱的禁带出现两个完全共振透射峰,当N增加时,每个共振透射峰又分裂为N-1条;当复合光子晶体的层数m逐渐增加时,透射峰的品质因子逐渐提高,且分裂的共振透射峰距离逐渐减少;既为该结构实现高品质的多通道滤波器提供了理论依据,同时也为有效使用禁带提供了基础。当负折射率缺陷层的折射率绝对值增加时,各透射峰向长波方向移动,且缺陷层的折射率与透射峰的波长呈良好的线性关系,可制作所需要的高效多通道光开关。

基于共振隧穿理论的GaAs基RTD的设计与研制

以共振能级的透射系数半峰宽(FWHM)做为共振隧穿二极管(RTD)材料结构设计的依据,对GaAs/A-lAs/In0.1Ga0.9As材料体系的RTD进行了设计。用分子束外延(MBE)进行了RTD结构材料制备,X射线双晶衍射(XRD)分析表明,制备的异质结界面光滑、层厚准确。RTD采用台面结构,器件特性测试结果表明,峰值电流密度为112 kA/cm2时,电流峰-谷比达到8.25。