一维镜像空气栅光子晶体折射率传感特性研究

基于光子晶体的局域特性,提出一维镜像空气栅光子晶体结构。引入镜像结构在光子晶体中间形成缺陷腔,从而在透射谱禁带中得到谐振透射峰。基于传输矩阵法,建立谐振波长与光子晶体结构参数之间的关系模型。通过观测谐振透射峰值波长的漂移,利用矩形空气栅光子晶体结构即可实现待测气体样本参数的动态监测。以甲醛为待测样本,对该折射率传感器的Q值和灵敏度进行分析。结果表明,其Q值可达1739.48,其灵敏度可达816.67nm·RIU-1(RIU表示单位折射率),证明了结构设计的有效性。该结构可为空气污染监测和气体组分分析等方面提供一定的理论参考。

基于紧束缚法的空气栅光子晶体双缺陷模传感机理研究

为了降低外界环境温度变化对单缺陷光子晶体折射率传感的干扰,提出了一种双缺陷空气栅光子晶体的传感模型。通过紧束缚法分析光子晶体双缺陷模的产生机理,并结合传输矩阵理论分析该光子晶体结构的光学传输特性。针对折射率和温度的交叉敏感问题,提出了一种消除温度干扰的方法,并建立两缺陷模波长与光子晶体结构参数之间的关系模型。利用该空气栅光子晶体,通过观测双缺陷峰波长的漂移,即可实现待测气体样本参数的动态监测。通过数值模拟可以发现,两缺陷模的波长均与待测气体的折射率呈线性关系,该传感具有结构简单和精度高等优点。