偏振态对复周期光子晶体禁带的影响

对于一维复周期光子晶体,当制作用的波长满足一定条件时可以实现禁带的展宽,本文利用传输矩阵法数值计算了偏振态对折射率渐变的一维复周期全息光子晶体的禁带的影响。通过计算发现,制作波长不等的复周期结构光子晶体,随着再现光的照射角度增大,S偏振态下禁带出现分裂;P偏振态下禁带均可视作完整展宽,没有分裂现象。同一制作波长两次曝光制作的复周期结构,不论是P偏振还是S偏振,禁带均实现展宽而没有分裂。这一结果对实现一维全息光子晶体禁带展宽具有指导意义。     

一维全息光子晶体的带隙结构研究

对一维全息底片运用光子晶体的概念,利用平面波展开法和传输矩阵法,数值计算了介电常数余弦调制的一维全息光子晶体结构的带隙,主要针对全息记录材料为重铬酸盐明胶时设置了计算用参数,计算结果表明对于折射率周期性渐变的一维全息晶体结构同样具有一般光子晶体的带隙,进而研究了带隙的特点.发现禁带宽度随着所使用的记录介质折射率的增加而减小,随着介质折射率调制的增加而增加;带的位置随着介质折射率的增加而移向低频,随着介质周期长度的增加移向低频,折射率调制的改变基本不影响禁带位置.     

非线性一维光子晶体特性的动态调制

对含有非线性材料的一维光子晶体带隙结构进行了数值计算.在外部入射光强调制下,非线性缺陷层折射率的改变会引起禁带内缺陷模的移动,而光子晶体禁带位置与宽度基本保持不变；若基本周期层取非线性材料,随入射光强的改变,禁带内部缺陷模发生相同的移动,同时,禁带位置和禁带宽度也会发生移动.利用这一性质可以对光子晶体进行动态外部调制,在此基础上对非线性一维光子晶体动态滤波选频进行了实验设计.     

一维全息光子晶体的透射谱分析

利用传输矩阵法数值计算了一维全息光子晶体的带隙结构,分析了针对记录材料重铬酸盐明胶(DCG),折射率周期性渐变的一维全息光子晶体结构的透射谱特性.通过计算记录光路中相干光束以不同入射角干涉时产生不同的禁带分布范围,与改变再现光路中光束和干板的夹角相比较,提出了弥补固定厚度DCG产生光子晶体的禁带分布范围较窄的方法.     

全息制作不同晶面取向光子晶体模板

用单向光入射和单次曝光的激光全息技术制作了类金刚石结构, 此类金刚石结构有宽完全带隙和低介质折射率要求等优点. 在同一种光束配置下，引入恰当的匹配棱镜，用激光全息技术制作了大面积的类金刚石光学晶格不同晶面取向的亚微米周期结构. 满足如负折射效应等研究中所需的特殊晶面取向要求. 关键词： 激光全息技术 光学晶格 光子晶体     

体积全息图中的光子禁带

利用光子晶体的概念和方法分析光学全息,用光子晶体的带结构解释了体积全息图的性质.与超晶格不同,全息光子晶体的介电常量是渐变而不是突变的.着重讨论了一维非倾斜反射全息图在再现光不同角度入射情况下禁带结构的性质,通过基元反射全息实验的验证,证明体全息的禁带分析与实验结果符合得很好. 关键词： 体积全息图 光子晶体 禁带     

渐变折射率光量子阱对束缚态能级的调整

在对称的均匀电介质材料光子晶体体系中插入另一折射率渐变的光子晶体可构成光量子阱结构.利用时域有限差分法计算了不同折射率分布光量子阱结构的传输谱.研究表明：束缚态是对处于垒光子晶体禁带中的阱光子晶体导通带的离散化,束缚态能级个数等于阱光子晶体结构单元的重复周期数；以渐变方式调整阱区折射率分布,可在特定频率范围内得到新的互不交叠的束缚态.这样在有限的禁带区域可以成倍增加光子束缚态而无需增大光量子阱结构的尺寸,使信道密度最大化、光波有效带宽的使用最优化.这种量子阱结构可用于制作超窄带滤波器和多通道窄带滤波器,有望在光通信超密集波分复用和光学精密测量技术中获得广泛应用. 关键词： 光量子阱 光子束缚态 渐变折射率 光子晶体     

一维光子晶体的有效折射率

本文针对有限周期的一维光子晶体引入了有效折射率的概念.利用传输矩阵的方法计算了光子晶体的复透射系数,在此基础上进一步得到了有效折射率的解析表达式.考虑到光子晶体的特殊空间结构及其存在光子禁带的特性,进而探讨了光子晶体带隙结构的特征及其有效折射率与光子晶体单层材料的折射率、光学厚度、物理厚度和中心波长的关系.研究发现组成单层材料的两种介质的折射率的比值和单层材料的物理厚度影响有效折射率的振荡幅度,单层材料的光学厚度影响有效折射率的振荡周期.中心波长对有效折射率无影响.     

周期数对光折变聚合物材料带隙影响的分析

自从1987年Yablonovitch和J0hn提出光子晶体的概念以来,光子晶体已成为光电子材料的一个重要研究领域．光子晶体是一类折射率周期性变化的人工微结构光学材料．当光在共中传播时,某些频率范围内的光会受到抑制,形成光子禁带（PBG）．光折变聚合物材料是一种新的近年来人们开始关注的体全息材料,在光的照射下,     

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.     

非线性一维光子晶体波导光双稳

利用非线性折射率系数较大且非线性时间响应较快的CdS_xSe_1-x玻璃为材料,设计并制备了非线性一维光子晶体波导光双稳器件,该器件的折射率空间分布呈正弦形式。实验测得双稳开关的阈值功率密度为1.60×10⁵W/cm²,开关时间为63ps。采用时域有限差分方法讨论了光子晶体带隙随入射光强变化而移动的情况,随着入射光功率密度的增加,光子晶体的带隙中心向短波方向移动。同时计算了该器件的双稳特性,理论计算得到双稳开关的阈值功率密度为1.40×10⁵W/cm²,开关时间约为50ps。获得了理论与实验基本一致的结果。     

含左手材料异质结构光子晶体的零平均折射率带隙的展宽

运用光学传输矩阵理论,研究了含左手材料一维二元光子晶体的禁带特性.提出了含左手材料的光子晶体异质结构中零平均折射率带隙展宽的方法.根据此方法设计的异质结构的光子晶体形成的零平均折射率带隙,与一维光子晶体零平均折射率带隙相比,零平均折射率带隙的宽度和相对带隙宽度可以得到显著的拓宽.而且它的零平均折射率带隙的边缘与TM波和TE波相关.这种特性在微型谐振腔、天线基片、同轴波导等方面都具有潜在的应用.     

Very low-refractive-index optical thin films consisting of an array of SiO2 nanorods

The refractive-index contrast in dielectric multilayer structures, optical resonators, and photonic crystals is an important figure of merit that creates a strong demand for high-quality thin films with a low refractive index. A SiO2 nanorod layer with low refractive index of n = 1.08, to our knowledge the lowest ever reported in thin-film materials, is grown by oblique-angle electron-beam deposition of SiO2. A single-pair distributed Bragg reflector employing a SiO2 nanorod layer is demonstrated to have enhanced reflectivity, showing the great potential of low-refractive-index films for applications in photonic structures and devices.     

Photonic crystals and microlasers fabricated with low refractive index material

Although the investigation on photonic band gap materials has been done more than two decades, it is still a big challenge to fabricate three-dimensional photonic crystal (PC) possessing wide band gaps in visible range. In this article, we have reviewed recent progresses on fabricating the PC with low refractive index material in visible range. In contrast to the material with large refractive index, it is cheap to use low refractive index material in fabricating the PC and will be greatly beneficial for future industrial productions. The holographic method to fabricate such a PC has been introduced, applying it to the design of the microlaser has also been discussed.     

Photonic crystals and microlasers fabricated with low refractive index material

Although the investigation on photonic band gap materials has been done more than two decades, it is still a big challenge to fabricate three-dimensional photonic crystal (PC) possessing wide band gaps in visible range. In this article, we have reviewed recent progresses on fabricating the PC with low refractive index material in visible range. In contrast to the material with large refractive index, it is cheap to use low refractive index material in fabricating the PC and will be greatly beneficial for future industrial productions. The holographic method to fabricate such a PC has been introduced, applying it to the design of the microlaser has also been discussed.     

Nonlinear refractive and optical limiting measurements of 2-thienylchalcone derivatives under cw laser regime

The nonlinear refractive index of 2-thienylchalcone derivatives in solution was investigated using z-scan technique with a continuous wave Argon ion laser. The results show that 2-thienylchalcone derivatives exhibit a large nonlinear refractive index at 488 nm. The optical limiting behaviour based on nonlinear refractive index was also investigated. The fluorescence from the samples was recorded and the relationship between the variation of nonlinear refractive index values and optical limiting values with fluorescence intensity were investigated. The results indicated that 2-thienylchalcone derivatives could be promising candidates for application on nonlinear photonic devices.     

一维光子晶体的有效折射率及色散特性

对有限长度一维光子晶体引入了复有效折射率的概念.它的实部描述了一维光子晶体的色散特性, 虚部反映了光在光子禁带被损耗衰减而消失的特征.从具体计算λ/4 波片堆组成的一维光子晶体的复有效折射率的结果可以看到,它的实部受到光子带结构的调制,在光子禁带及透射带中的一部分出现反常色散现象.在很大的频率范围内,有效折射率变得小于1.     

一种新型非晶态分子材料的非线性光学折射率和吸收特性

用单光束扫描法测量了在532nm处一种新型非晶态分子材料5,5′Bis(dimesitylboryl)2,2′bithiophene的非线性折射率和吸收系数样品非线性透射特性的分析表明,在靠近线性吸收区的532nm处有饱和吸收存在由三能级饱和模型和Zscan法确定了饱和强度、非线性折射率的实部和虚部研究结果表明:这种新型非晶态分子材料具有非常好的光子学应用前景.     

Morse势阱中线性和三阶非线性光折射率的改变

利用量子力学中的密度矩阵算符理论和迭代方法,导出莫尔斯（Morse）势阱中线性和三阶非线性光折射率改变的解析表达式,并以典型的GaAs／AlGaAs Morse势阱为例进行数值计算。数值结果表明,随着入射光强度增强,总的折射率改变将减少;随着势阱参数a的增大,总的折射率改变将减小;而随着载流子浓度的增加,总的折射率改变将增加。结果表明要获得较大的折射率改变,则需选取较小的入射光强度,较小的参数a,较大的载流子浓度,从而为实验研究提供理论依据。