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相似文献
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1.
为探讨有耗色散媒质光子晶体的特性,引入一种计算有耗色散光子晶体能带结构的方法,基于有限元法将能带结构的计算简化为求解关于Block波矢的二次特征值问题,可以有效地得到色散材料光子晶体的能带结构和特征模.分析了三角晶格介质光子晶体能带结构并与现有方法对比,结果表明两种方法在TM模和TE模下得到的能带结构完全相同,验证了该方法的有效性.分析了无耗及有耗色散光子晶体的能带结构,发现无耗光子晶体场强集中于色散媒质与空气的接触面,并呈现出明显的表面等离激元特性,具有对称性,而有耗光子晶体场强减小,表面等离激元变弱,对称性被破坏.相关结果可为有耗色散光子晶体以及表面等离激元的研究提供参考.  相似文献   

2.
光子晶体中缺陷的色散导致的群速度降低   总被引:8,自引:4,他引:4  
安丽萍  刘念华 《光学学报》2003,23(11):287-1290
利用传输矩阵方法计算了包含色散媒质缺陷的一维光子晶体的复透射系数,其中色散媒质用洛仑兹振子模型描述。计算了由复透射系数定义的等效复折射率并由此研究了频谱位于缺陷模频率附近的光脉冲的群速度。结果发现,由于缺陷模附近的透射谱敏感地依赖于缺陷层的光学厚度,而缺陷层的色散使缺陷层光学厚度随频率变化而改变,从而使包含缺陷的光子晶体的等效色散性质明显地依赖于缺陷的色散行为。由于光脉冲是由多种频率成分的单色场迭加构成的,透射脉冲由各单色场透射后重新迭加构成,因此波包的传播由介质的等效色散性质决定。与包含无色散缺陷的光子晶体相比,缺陷的色散可导致极慢的群速度。通过改变振子强度,群速度可从极慢光速转变为超光速(superluminal)。  相似文献   

3.
等效折射率模型研究光子晶体光纤的色散特性   总被引:20,自引:4,他引:16  
应用等效折射率模型对折射率导模光子晶体光纤的群速度色散特性进行了详细的讨论。由于光子晶体光纤由单一材料(SiO2)制成,光纤的波导色散决定了总色散,因此讨论中将群速度色散分解为波导色散和材料色散,研究了波导色散与光子晶体光纤的结构参量孔距∧、相对孔径f的关系。分析表明,在f一定的情况下,光子晶体光纤的波导色散与孔距∧的关系符合麦克斯韦方程的比例性质;而在孔距∧确定的情况下,光子晶体光纤的波导色散的零点、极小值点位置与f在所讨论的波长范围内存在线性关系。最后举例说明了通过调整光子晶体光纤的结构参量,可以灵活地设计其色散特性。  相似文献   

4.
光子晶体光纤色散补偿特性的数值研究   总被引:7,自引:0,他引:7       下载免费PDF全文
李曙光  刘晓东  侯蓝田 《物理学报》2004,53(6):1880-1886
利用矢量有效折射率方法对光子晶体光纤(PCF)的色散补偿特性进行了数值模拟,研究发现通过调节光子晶体光纤包层的空气穴节距或空气穴大小可以灵活地设计光子晶体光纤的色散系数D、色散斜率Dslope以及κ值,可以设计在波长1.55μm附近具有较大绝对值的正常色散和负色散斜率的色散补偿光子晶体光纤,使光通信中的普通单模光纤(G.652)或非零色散位移光纤(G.655)在1.55μm低损耗窗口得到较好的色散补偿.数值模拟和分析表明色散补偿光子晶体光纤的研制具有很大的发展潜力. 关键词: 光子晶体光纤 色散 色散斜率 色散补偿  相似文献   

5.
一维光子晶体非线性色散特性的分析   总被引:10,自引:8,他引:2  
黄晓琴  崔一平 《光子学报》2005,34(3):473-476
从无限周期一维光子晶体的色散关系和有限周期光子晶体的透射系数两个方面,对有限和无限周期光子晶体有效折射率的实部和虚部特性曲线分别进行了计算和分析.结果表明一维光子晶体的色散曲线与弹性电偶极子的经典色散曲线类似,在光子晶体的导带为正常色散,而在禁带呈现反常色散.并且用简约布里渊和扩展布里渊区色散曲线对文献报道中存在的两种矛盾的计算结果进行了理论的探讨.解释了导致对一维光子晶体有效折射率计算存在两种不同结果的原因.  相似文献   

6.
含负折射率材料的一维光子晶体的光学传输特性   总被引:12,自引:2,他引:10  
尹承平  刘念华 《发光学报》2005,26(2):173-177
采用光学传输矩阵方法,模拟研究了由正折射率材料和负折射率材料交替组成的一维光子晶体的光学传输特性.计算了这种含负折射率材料的一维光子晶体的透射谱和色散关系.结果表明,在正入射时,含负折射率材料的光子晶体的带隙要比传统的光子晶体要大得多,并具有狭窄的透射带,从光学薄膜理论的色散关系出发解释了形成上述现象的原因.讨论了在不同的偏振模式下,光以中心波长入射时,反射率随着入射角度的变化关系.发现含负折射率材料的一维光子晶体具有更好的角度特性,可以用来实现对中心波长的全方位反射.  相似文献   

7.
耿琰  王河林  陈中师 《光子学报》2015,44(1):106006-0106006
基于有限元法,设计了一种六边形排列含CdSe/ZnS量子点薄膜结构的高双折射光子晶体光纤,分析了具有不同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜光子晶体光纤的色散及损耗特性.结果表明,含CdSe/ZnS量子点薄膜结构的光子晶体光纤在x和y方向均存在基模.当泵浦光波长逐渐增加时,具有相同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜光子晶体光纤的双折射值逐渐增大,x和y方向总色散先增大后减小且存在两个零色散点,损耗逐渐增大并在可见光波段趋近于零;具有不同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜光子晶体光纤随CdSe/ZnS量子点薄膜厚度的增加,在相同泵浦光波长处,双折射值逐渐减小,x和y方向总色散逐渐减小且两个零色散点逐渐靠近,损耗逐渐增大.通过沉积不同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜和选择合适泵浦光波长,可有效控制光子晶体光纤的色散和损耗.  相似文献   

8.
张岚  杨伯君  王秋国  何理 《光子学报》2008,37(11):2203-2205
选用具有高非线性系数和非常灵活色散特性的光子晶体光纤(PCF)作为波长变换的媒质,对基于光子晶体光纤四波混频效应的波长变换进行了理论分析,设计实验系统,并进行了实验.实现了中心波长在1 550 nm附近、基于PCF四波混频效应的全光波长变换,最大转换效率-22 dB,转换带宽28 nm.  相似文献   

9.
光子晶体光纤的基模分析   总被引:7,自引:3,他引:4  
简化了光子晶体光纤的模式计算公式,计算了六角晶格光子晶体光纤的色散关系,对不同空气柱半径的色散作了比较,发现随着空气柱半径的增加,模式折射率变小,波导模式色散的零色散点向长波方向移动。  相似文献   

10.
姜凌红  侯蓝田 《物理学报》2010,59(2):1095-1100
应用多极法,研究了正六边形结构光子晶体光纤的结构参数改变时,波长范围在0.8—1.8μm之间的双零色散光子晶体光纤的色散特性和非线系数随波长的变化规律.对具有相同结构参数的正六边形结构和正八边形结构进行比较,得到正六边形结构的双零色散光子晶体光纤的色散更加平坦,非线性系数有明显增大的结果.因此,正六边形结构更容易获得色散平坦的高非线性双零色散光子晶体光纤.最终设计了在800nm附近具有平坦色散和高非线性的正六边形双零色散光子晶体光纤.  相似文献   

11.
在1维光子晶体中引入色散负折射特异介质,分析了其介电常数和磁导率在微波区(1~10 GHz)与频率的关系。分别对以色散负折射介质为缺陷的正折射率介质光子晶体及以正折射率介质为缺陷的正负折射率介质光子晶体进行了数值仿真,得出了均匀平面电磁波在正入射和斜入射时的透射谱。结果表明:在介电常数和磁导率均为负值的不同禁带中,分别出现了单、双缺陷模。利用透射谱的这一特点,可实现单、双通道滤波。  相似文献   

12.
基于一维光子晶体微腔的全吸收器件   总被引:1,自引:0,他引:1  
将具有高本征吸收的极化材料SiC引入到一维光子晶体中间,形成一维光子晶体微腔。利用传输矩阵方法,研究了这种含SiC材料的一维光子晶体微腔的光学特性:包括透射率、反射率和吸收率。研究结果表明该结构在波长λ=12.6μm处存在一个全吸收峰,该吸收峰在0°~50°的入射角度范围内不随角度和偏振模式的影响。该结构可以用来制作宽角度窄带全吸收器件,有望在热发射、太阳能光伏电池中得到应用。  相似文献   

13.
A generalized model based on the two-dimensional finite-difference time-domain (2D FDTD) method for photonic crystal fibers (PCF) with frequency dependent media is presented. The Maxwell’s curl equations are formulated using flux density and the magnetic field. Auxiliary differential equations are used with complex-conjugate pole-residue pairs which incorporate the material dispersion of the dispersive media. The model is demonstrated to be a unified approach for arbitrary dispersive materials; therefore, it definitely reduces implementation cost when dealing with different frequency-dependent materials.  相似文献   

14.
Tingting Bian 《Optik》2009,120(14):736-27166
The transmission properties of one-dimensional photonic quantum well structure produced by inserting defect layers into dispersive photonic crystals have been investigated. These photonic crystals are stacked alternatively with two kinds of dispersive material layers. The inserted layers structure is another kind of dispersive photonic crystal. It has been turned out that the confined states are quantized.  相似文献   

15.
王政平  王成 《发光学报》2008,29(2):221-224
将"啁啾"函数引入到含负折射率材料的一维光子晶体中,利用转移矩阵法对这种光子晶体的透射谱进行了研究。通过计算模拟了这种光子晶体的透射谱随入射角、频率的变化关系,并计算了这种晶体的复有效折射率的表达式。结果表明,当"啁啾"函数对厚度调制不大时,该晶体具有很宽的反射带,并且反射带对入射角度反应不敏感,其原因是由于其复有效折射率的实部几乎为0,而虚部较大。利用这一特性可以用来制作高品质的宽带全方位反射镜。  相似文献   

16.
Guo Bin  Qiu Xiao-Ming 《Optik》2012,123(15):1390-1392
An approach of analytical calculation for photonic band gap structure (PBGS) of one-dimensional periodic media, such as non-uniform distribution plasma photonic crystal (PPC), is given on the basis of the recently reported differential transfer matrix method. The dispersion equation of electromagnetic wave propagating in one dimensional non-uniform distribution PPC is derived and the PBGSs for several numerical cases, such as linear distribution, exponential distribution and Epstein distribution, are calculated and discussed.  相似文献   

17.
一维光子晶体的有效折射率及色散特性   总被引:8,自引:7,他引:1  
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.  相似文献   

18.
王威彬  杨华  唐平华  韩芳 《物理学报》2013,62(18):184202-184202
基于光子晶体光纤中脉冲演化遵循的非线性薛定谔方程, 用数值模拟的方法分别研究了飞秒脉冲在单零色散点和双零色散点光子晶体光纤中超连续谱的产生和色散波的孤子俘获现象. 结果表明: 与单零色散点光子晶体光纤相比, 双零色散点光子晶体光纤产生的超连续谱既包含了蓝移色散波, 又包含了红移色散波, 且当满足群速度匹配时, 孤子通过四波混频不仅能俘获蓝移色散波, 而且能俘获红移色散波, 从而产生新的俘获波频谱成分. 为了清楚地观察脉冲传输的时频特性, 通过模拟交叉相关频率分辨光学开关技术, 得到了孤子俘获色散波的演化过程. 关键词: 超连续谱 色散波 孤子俘获 光子晶体光纤  相似文献   

19.
波状结构二维光子晶体近场亚波长成像的研究   总被引:7,自引:5,他引:2  
研究了波状结构二维光子晶体(2DPC)在红外波段的负折射近场成像,对其等频面进行了分析,指出波状结构二维光子晶体无法实现负折射远场成像的原因在于缺少与入射介质等频面相匹配的光子晶体圆形等频面,所用的矩形等频面使波状膜层二维光子晶体不可避免地具有各向异性特征,进而将成像限制在近场范围内。采用时域有限差分(时域有限差分)方法模拟了不同厚度的波状结构二维光子晶体近场成像效果,当厚度为两倍栅格常量时,单光源的成像分辨力为0.28λ,达到亚波长分辨效果。分辨力随着光源逐渐远离近场范围而降低,而像点的位置基本不随光源距离和光子晶体厚度的变化而改变。双光源的成像模拟进一步验证了波状结构二维光子晶体的近场亚波长成像能力,分辨力达到0.35λ,但成像质量受光子晶体厚度变化的影响较大。  相似文献   

20.
This paper presents a parallel frequency-dependent finite-difference time-domain ((FD)2TD) method for plasma in the dispersive media. Results obtained with parallel and serial algorithms verify that parallel (FD)2TD has the same precision as the serial (FD)2TD, while the parallel approach could reduce the CPU time efficiently. A tunable filter is analyzed based on a one-dimensional photonic crystal containing a plasma defect by this method. The tunability of the photonic crystal filter can be achieved by adjusting the defect layer parameters instead of changing the dimension of photonic crystal.  相似文献   

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