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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 404 毫秒
1.
祁云平  张雪伟  周培阳  胡兵兵  王向贤 《物理学报》2018,67(19):197301-197301
提出了由十字连通形环形谐振腔耦合两个金属-介质-金属(metal-insulator-metal, MIM)波导的结构,并用有限元法数值研究了表面等离极化激元在结构中的传输特性.通过对透射谱的研究,系统地分析了MIM结构的传感特性.结果表明,在透射光谱中有三个共振峰,即存在三种共振模式,其中透射峰与材料的折射率呈线性关系.通过对结构参数的优化,得到了折射率灵敏度(S)高达1500 nm/RIU的理论值,相应的传感分辨率为1.33×10~(-4)RIU.更重要的是,灵敏度不受结构参数变化的影响,这意味着传感器的灵敏度不受制造偏差的影响.此外,谐振波长与环形腔中心半径成线性关系,该器件在较大波长范围内实现可调谐带通滤波.透射强度随着波导与环形腔间距的增大而减小,透射带宽同时减小,因此,可以通过控制环形腔与波导的耦合距离来调谐透射强度及透射带宽.研究结果对高灵敏度纳米级折射率传感器和带通滤波器的设计以及在生物传感器方面的应用都具有一定的指导意义.  相似文献   

2.
设计了一种由内嵌金属方芯的金属-绝缘体-金属方形气腔以及两个侧耦合波导组成的耦合结构,并采用有限元方法研究了该结构的传播特性.结果表明:通过对气腔内金属方芯偏离角和偏离距离的调节可以获得并调制Fano共振;该Fano共振由对称破缺或几何效应影响左右波导和谐振腔之间耦合区域中的场分布强度所致,场分布模式的变化是由波导模和腔模之间的干涉引起的.此外,Fano共振的光谱位置和调制深度对偏差参数十分敏感,通过计算不同偏差角及偏差距离下的折射率传感特性发现,其折射率敏感度最高达1 508nm/RIU,品质因数最高达1 308.研究结果为设计更加灵活、简单、高效的片上等离子体纳米传感器提供了理论依据.  相似文献   

3.
一种新型可调制的光子晶体环形腔滤波器   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
杨春云  徐旭明  叶涛  缪路平 《物理学报》2011,60(1):17807-017807
在光子晶体环形腔中增加两个散射介质柱,构成一个新型的环形腔滤波器,该滤波器能有效选择光波透过,光波的透射率可以达到90%以上,带宽较小.可通过这两种不同的调节方式使滤波器中波长的带宽和数值进行任意的改变:1)减小散射介质柱半径,从负载波导输出波长的带宽变大,主波导中波长的带宽减小;增大其半径时,它们的变化正好相反.2)改变耦合区域介质柱半径的大小,滤波器中波长的数值也会相应地变化,它与介质柱半径的变化呈正比,并且透射率也会发生明显的变化.这就为其在制备集成光子器件的应用中奠定了基础. 关键词: 环形腔 滤波器 散射介质柱 透射率  相似文献   

4.
设计了一种基于LiNbO_3的长周期波导光栅可调谐耦合器.该耦合器利用长周期光栅的独有特性将输入波导的导模经包层模耦合至输出波导导模.由于LiNbO_3的电光效应,波导光栅芯层与包层的有效折射率随外加电压变化,从而耦合器的谐振波长及耦合效率可由外加电压调谐.分析了光栅周期与耦合器的长度对耦合器带宽和耦合效率调谐范围的影响,以及波导尺寸对谐振波长调谐灵敏度的影响.结果表明光栅周期越短,耦合器长度越长,则耦合器的带宽越窄,耦合效率调谐范围也越大.此外,谐振波长调谐灵敏度随波导宽度的增加而减小,而波导厚度对谐振波长调谐灵敏度的影响可以忽略.对光栅周期为94μm、长度为3.52cm的耦合器进行仿真,结果表明,谐振波长灵敏度为26.2pm/V,3dB带宽可达4.5nm,当外加电压从0变化到200V时,谐振波长变化5.24nm,耦合效率可在1到0.15之间进行调谐.  相似文献   

5.
平面弯曲波导耦合器的特性分析   总被引:2,自引:2,他引:0  
根据耦合模理论和弯曲波导耦合器的结构特点,对平面弯曲波导耦合器的特性进行了分析,结果表明弯曲波导耦合器的弯曲半径和最小间距两个可调变量,增加了波导器件设计的灵活性;同时由于等效耦合长度的调制作用使得弯曲波导耦合器在波分复用/解复用中比平行直波导耦合器具有更大的复用带宽;分析了弯曲半径和最小间距对弯曲波导耦合器复用带宽的影响,为实际波导器件的设计制作提供了一定的理论依据.  相似文献   

6.
基于导模共振效应三基色窄带滤光片的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
为获得性能优良的三基色窄带滤光片,提出了一种基于减反射薄膜波导光栅结构的导模共振滤光片.该滤光片由亚波长光栅结构、波导层和基底组成.采用严格耦合波理论分析了亚波长光栅结构和波导层厚度对导模共振滤光片反射光谱性能的影响.数值分析表明λ/4-λ/2-λ/4结构能有效提高导模共振滤光片的性能.当光栅结构位于基底侧时,红绿蓝三...  相似文献   

7.
研究了用于光缓存的光子晶体耦合腔光波导的结构对慢光传输特性的影响.详细讨论了微腔间距关于波导禁带、导模带宽、导模传输群速度的具体关系.计算发现,随着微腔之间距离的增加导模显著平坦化,群速度急剧减小.当相邻微腔之间距离为7个晶格常数时,获得了小于2×10~(-4)c的超小群速度.通过长度为13.23 μm的7×7超胞构成的光子晶体耦合腔光波导,产生的最大光延迟超过了400 ps,这比相同长度传统光波导产生光延迟大四个数量级.  相似文献   

8.
基于耦合模理论,利用传输矩阵法求解出长周期光纤光栅(Long Period Fiber Gratings,LPFGs)的透射谱表达式,模拟分析了LPFGs的光谱特性与光栅参数如周期、刻写长度以及折射率调制深度之间的关系。研究结果表明:LPFGs谐振波长随着周期和折射率调制深度的增大向长波方向移动,且高次模谐振波长对光栅周期更为敏感;光谱带宽的变化主要取决于光栅的刻写长度,随着光栅刻写长度的增加,带宽逐渐变窄,且当光栅刻写长度大于5.2 cm时,光栅存在过耦合区域;随着折射率调制深度的增加,光栅存在不完全耦合、完全耦合和过耦合现象,且谐振损耗最大值位置随着折射率调制深度的增加逐渐向低次转移。该研究结论对长周期光纤光栅的理论分析和实际应用中的参数设计具有重要参考价值。  相似文献   

9.
提出一种基于二维正方晶格光子晶体空气孔型高下路效率的环形谐振腔,通过压缩线缺陷波导的宽度实现单模有效控制,同时讨论内围光子晶体列数对传输场的影响,然后运用二维时域有限差分方法数值分析了耦合强度及环区局部折射率调制对下路效率、品质因子以及下路波长等参量的影响.结果表明:当波导宽度为0.7个晶格常量,耦合强度为0个晶格常量,在信道波长为1 528.1 nm时,下路效率为99%,品质因子Q为379;当耦合强度提高到1个晶格常量,下路波长稍微漂移为1 524.3 nm,品质因子显著提高到1 397,而下路效率下降为89%.同时,下路波长会随着环区折射率的增加呈线性红移.  相似文献   

10.
提出一种基于二维正方晶格光子晶体空气孔型高下路效率的环形谐振腔,通过压缩线缺陷波导的宽度实现单模有效控制,同时讨论内围光子晶体列数对传输场的影响,然后运用二维时域有限差分方法数值分析了耦合强度及环区局部折射率调制对下路效率、品质因子以及下路波长等参量的影响.结果表明:当波导宽度为0.7个晶格常量,耦合强度为0个晶格常量,在信道波长为1 528.1nm时,下路效率为99%,品质因子Q为379;当耦合强度提高到1个晶格常量,下路波长稍微漂移为1 524.3nm,品质因子显著提高到1 397,而下路效率下降为89%.同时,下路波长会随着环区折射率的增加呈线性红移.  相似文献   

11.
This paper presents the resonance response analysis of a photonic microring resonator. It covers the mathematical as well as simulation analysis on the modulated signals. The mathematical formulation provides a relation of several microring resonator parameters that could potentially affect the ring resonator performances. The simulation shows a graphical representation of the ring resonator full-width at half-max, quality factor (Q-factor) as well as the depth of the resonance at different modulation voltages applied to the ring. Several parameters have also been altered which is the ring radius, the coupling coefficient of the waveguides as well as the waveguide material group index. With this investigation, we determine the possible cause of the change in Q factor of a silicon microring resonator when the resonance is modulated and the possible solution to minimize the problem.  相似文献   

12.
A band pass THz filter has been presented by the aid of coupling between the waveguides and ring resonator based on metallic photonic crystal slab. The rows of rods are missed and remaining rods in the rows play as a reflector then the position of central rods are rearranged as a ring, the radius of reflector rods and ring resonator is modified in order to optimize the resonance frequency and Q-factor. In addition, 3D-FDTD method is used for simulation results. One of the predominant features of the proposed structure for THz filter is its capability of obtaining a Q-factor of about 333 in the 1 THz resonance frequency with the normalized peak transmission of higher than 0.7, because of high Q-factor cavity based on ring resonator.  相似文献   

13.
In this paper, we investigate the biosensing characteristics of two-dimensional heterostructure photonic crystals (PCs) ring resonator theoretically by using the finite difference time domain (FDTD). The coupling air holes and inner air holes of ring resonator are treated as coupled sensing area and internal sensing area. When both of the sensing areas are filled with the same biological samples solution, the resonant peak wavelength shift of the ring resonance is different. Both the resonant peak center wavelength and peak intensity are related to the positions of sensing holes. With the same refractive index change of the biological sample, the sensing sensitivity of the coupling sensing area is much higher than that of the inner sensing area. Meanwhile, through the analysis of resonant peak wavelength shift, the refractive index change of the sample filled in the sensor area can be derived, which can be monitored real-time.  相似文献   

14.
Among various plasmonic waveguides, the metal-insulator-metal (MIM) type is the most promising for true subwavelength photonic integration. To date, many photonic devices based on MIM waveguides have been investigated, including resonators. However, most of the reported MIM ring resonators suffer from low extinction ratios and the reasons are unexplored in the literature. In this paper, we present a comprehensive analysis of the underlying causes of the low performance of MIM ring resonators, and give the analytical transmission relation for a universal all-pass ring resonator with coupling loss. Based on the analysis we propose plasmonic racetrack resonators in MIM waveguides and show that the performance can be greatly improved.  相似文献   

15.
输出环状光束的新型激光谐振腔   总被引:3,自引:0,他引:3  
吕岩  于延宁  万重怡 《光学学报》2004,24(12):653-1657
提出一种输出环状光束的新型激光谐振腔,即在稳定激光谐振腔中采用外环耦合方式得到环状光束的输出。利用For-Li数值迭代算法求解此类激光谐振腔的积分方程,通过计算机编程计算了平面一凹球面稳定谐振腔的输出端平面镜在不同半径的情况下,谐振腔镜面上和衍射耦合输出场基模的振幅和相位分布。计算结果预示了当输出端平面镜半径小于通常的稳定腔的基模半径时,衍射耦合输出场有稳定的环状光束输出。实验中TEA CO2激光器采用印刷电路板预电离结构,增益长度90cm,腔长5m,球面全反射镜曲率半径20m,输出端平面镜半径4.5mm,得到了内环半径为4.5mm、外环半径为5.5mm的基模环形光斑输出。从而在理论上和实验上证实了该方案产生环状光束的可行性。  相似文献   

16.
李玉金  元秀华  赵茗  王运河 《物理学报》2015,64(22):224601-224601
采用Tiersten方程研究了环形ZnO薄膜谐振器中横模寄生问题, 获得了环(圆)形薄膜谐振器的横模振动方程, 求得横模位移场解和频率色散方程; 然后采用电磁学模式合成理论进行分析, 发现环形薄膜谐振器横模频率与环形电极的内外径之比a/b有关, 振动模式可由圆形薄膜谐振器横模模式合成得到, 通过控制a/b能够抑制横模模式数和调控基膜频率. 采用外差激光干涉仪和网络矢量分析仪测量并比较了同批次的圆形和环形薄膜谐振器的上电极横模振动图样和电阻抗曲线. 振动图样显示环形薄膜谐振器振动模式可由半径为a和半径为b的圆形薄膜谐振器振动模式合成, 仅存在节圆数大于0的横模振动, 等于0的横模模式被抑制; 电阻抗曲线显示当a/b为0.436时, 环形薄膜谐振器的基频(约1217 MHz)和圆形的(0, 1)模式频率相等. 测量数据验证了模式合成理论的分析结果正确性, 为薄膜谐振器的横模抑制研究提供了理论基础和新方法.  相似文献   

17.
Lijun Guo  Bangren Shi  Chen Chen  Meng Zhao 《Optik》2012,123(4):302-305
We report on the resonance characteristics of a Si-based ring resonator model with the theory of multiple-beam interference. The resonator consists of a track pattern ring channel waveguides with radius of 2 cm, two input/output directional couplers and one ring resonator coupler. Using the wide angle finite-difference beam propagation method (WA-FDBPM), we presented optimal design of ring resonator and succeed in fabricating the ring resonator by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) method. Observed from the resonance curve, finesse of 16.7 is measured. And a rate detection limit of 1.7°/h can be evaluated.  相似文献   

18.
许龙  范秀梅 《应用声学》2021,40(6):878-888
提出了一种阶梯圆环径向振动压电超声换能器,根据力电类比原理建立了阶梯圆环及阶梯圆环换能器的径向振动等效电路,推导了阶梯圆环的径向共振频率方程和位移放大系数,在此基础上进一步推导了换能器的径向共振和反共振频率方程。通过理论推导和有限元仿真模拟分析了阶梯圆环压电超声换能器的径向振动性能。结果表明,增大阶梯圆环中内外环的径向厚度之比K1或减小轴向厚度之比K2,阶梯圆环的一阶径向共振频率减小,二阶径向共振频率增大;在二阶径向共振模式下,K1、K2值在一定范围内阶梯圆环可实现由内向外的径向位移振幅放大;随着压电陶瓷圆环的内半径增大,阶梯圆环压电超声换能器的一阶、二阶径向共振和反共振频率减小,二阶径向共振下的有效机电转换系数趋于零;增大阶梯圆环内环的外半径,换能器的一阶径向共振和反共振频率减小,二阶径向共振和反共振频率先增大后减小,理论推导与仿真模拟结果符合良好。本文研究结果为阶梯圆环压电超声换能器的工程应用提供理论参考。  相似文献   

19.
GAIGE ZHENG  LINHUA XU  YUZHU LIU 《Pramana》2016,86(5):1091-1097
Tunable filter based on two metal–insulator–metal (MIM) waveguides coupled to each other by a ring resonator with double narrow gaps is designed and numerically investigated by finite-difference time-domain (FDTD) simulations. The propagating modes of surface plasmon polaritons (SPPs) are studied. By introducing narrow gaps in ring resonators, the transmission in different resonance modes can be effectively adjusted by changing the gap width (g), and the transmitted peak wavelength has a nonlinear relationship with g. Another structure consisting two cascading ring resonators and regular MIM waveguide have also been proposed. The mechanism based on circular ring resonators with narrow gaps may provide a novel method for designing all-optical integrated components in optical communication and computing.  相似文献   

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