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相似文献
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1.
刘青  王鸣  郭文华  闫海涛  喻平 《物理学报》2010,59(10):7086-7090
设计了一种胶体光子晶体修饰的光纤. 采用恒温快速蒸发法直接在经切割刀处理后的光纤端面生长胶体晶体,再与另一根切割后的光纤在毛细玻璃管中完成对接,制备成胶体光子晶体修饰的光纤. 用扫描电子显微镜和光谱分析仪对样品的形貌、结构以及光学特性进行分析. 实验结果表明,粒径为640 nm、体积分数约为0.5%的SiO2胶体微球溶液在60 ℃的情况下沉积,大约12 h后可得到质量较高的胶体光子晶体. 在SEM下,观察到端面的胶体晶体为面心立方(fcc)结构. 透射光谱证明,该结构在(111)面上  相似文献   

2.
基于对光纤传输特性和胶体光子晶体制备方法的研究,提出了用外加电场控制的方法制备光子带隙位于通讯波段的FCC结构的胶体光子晶体,并用光纤系统测试胶体光子晶体的带隙特性.采用RSOFT模拟了胶体光子晶体的带隙,分析了带隙位于通讯波段时所需的胶体微球的基本参量(微球折射率和直径).采用自组装的方法,用步进电机控制玻璃基片向上的拉升速率.速率为5 μm/s,同时外加一电场.用扫描电镜观测胶体晶体的表面形貌,并设计了单模光纤系统测量胶体光子晶体的带隙特性.测试的透射谱线表明胶体光子晶体的带隙中心波长为1552 nm.测试结果和模拟结果具有很好的一致性,误差只有2 nm.  相似文献   

3.
赵兴涛  郑义  韩颖  周桂耀  侯峙云  沈建平  王春  侯蓝田 《物理学报》2013,62(6):64215-064215
对光子晶体光纤包层3个空气孔之间节区的传光特性进行了分析, 对比了纤芯与包层节区传光的模场面积、非线性系数及色散特性, 得到光子晶体光纤包层节区具有小芯、高非线性的特点.在包层空气孔较大的情况下, 得到了双零色散曲线.根据色散曲线, 分析了色散波产生的相位匹配特性, 得到了色散波中心波长随抽运波长及功率的变化规律.制备出了所设计的光子晶体光纤, 实验得到了在可见光及红外大于300 nm的宽带色散波, 并给出了色散波随抽运波长及功率的变化规律.实验和理论分析结果一致, 为波长变换及超连续宽带光源的研究奠定了基础. 关键词: 光子晶体光纤 色散波 相位匹配 非线性  相似文献   

4.
齐跃峰  乔汉平  毕卫红  刘燕燕 《物理学报》2011,60(3):34214-034214
研究了基于结构性改变的光子晶体光纤光栅的热激法制备工艺,理论分析了此种工艺的成栅原理,采用热传导理论和有限元法研究了制备过程中光子晶体光纤中的温度场分布,以及包层空气孔结构和激光参数对成栅效果的影响.研究结果表明,利用光子晶体光纤包层空气孔周期性塌缩可以形成光栅;采用两点热激法时,能够实现能量在光纤径向均匀分布,轴向近似于高斯分布;包层气孔结构加速了成栅过程,相同光斑尺寸下,光纤塌缩所需激光功率随气孔层数和气孔半径的增大而减小;最后,对包层空气孔结构为1层到7层的光子晶体光纤热激过程进行仿真,得到了空气填 关键词: 光纤光栅 光子晶体光纤 热激法 有限元法  相似文献   

5.
A theoretical investigation of a novel type of optical fiber is presented. The operation of the fiber relies entirely on wave guidance through the photonic bandgap effect and not on total internal reflection, thereby distinguishing that fiber from all other known fibers, including recently studied photonic crystal fibers. The novel fiber has a central low-index core region and a cladding consisting of a silica background material with air holes situated within a honeycomb lattice structure. We show the existence of photonic bandgaps for the silica-air cladding structure and demonstrate how light can be guided at the central low-index core region for a well-defined frequency that falls inside the photonic bandgap region of the cladding structure.  相似文献   

6.
胶体晶体微结构光纤传输特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
吴婧  王鸣 《物理学报》2012,61(2):064215
介绍了胶体晶体微结构光纤的结构, 采用时域有限差分法研究了微结构胶体晶体光纤的传输特性. 建立了该结构的FDTD模型, 计算了其透射谱和不同波长的传输场分布. 搭建了光学系统, 测量了实验制备的胶体晶体微结构光纤的透射谱, 并将其与模拟所得透射谱进行比较, 具有良好的一致性. 胶体晶体微结构光纤的传输场分布结果表明, 胶体晶体在不同波长下改变光纤传输场分布.  相似文献   

7.
吴婧  王鸣 《物理学报》2012,61(6):64215-064215
介绍了胶体晶体微结构光纤的结构, 采用时域有限差分法研究了微结构胶体晶体光纤的传输特性. 建立了该结构的FDTD模型, 计算了其透射谱和不同波长的传输场分布. 搭建了光学系统, 测量了实验制备的胶体晶体微结构光纤的透射谱, 并将其与模拟所得透射谱进行比较, 具有良好的一致性. 胶体晶体微结构光纤的传输场分布结果表明, 胶体晶体在不同波长下改变光纤传输场分布.  相似文献   

8.
Based on colloidal crystals of various dimensionality, hybrid metal-dielectric plasmonic-photonic heterocrystals have been prepared. It has been shown that the spectra of optical transmission of heterocrystals are mostly controlled by the sum of contributions of composing plasmonic and photonic crystals. At the same time, there are a number of phenomena caused by the mutual effect of heterostructure components, which lead to a deviation of observed optical properties from the linear superposition of responses of these crystals. In particular, it has been found that the anomalous transmission controlled by the plasmonic crystal decreases with increasing the dimensionality of the photonic crystal attached to it. At the same time, light reflection on a metallized surface changes light diffraction in photonic crystals and leads to Fabry-Perot oscillation amplification. It has been assumed that an intermediate layer is formed, in which Bloch modes of the photonic crystal and surface plasmon-polaritons of the plasmonic crystal are hybridized.  相似文献   

9.
We use the changes of colloidal photonic crystal photonic band-gap center wavelength to research the refractive index sensing by experiment. The changes in the center wavelength of the colloidal crystals photonic band-gap are analyzed. A mold is designed to obtain a controllable self-assembly method, colloidal crystals are observed by scan electronic microscope (SEM) and the band-gap is measured by infrared spectrometer. The results are agreed well with the theoretical analysis. An experimental device is designed to test liquid refractive index. The couple of the fibers are used to measure the band-gap of colloidal crystals and the results are also discussed in theory. The results show that the band-gap of colloidal crystals can be used to measure the liquid refractive index. The new sensing mechanism is formed and it provides a new application of colloidal crystals in the sensing.  相似文献   

10.
郭文华  王鸣  夏巍  戴丽华  崔恩营  倪海彬 《物理学报》2011,60(12):124213-124213
用改进的垂直沉积法在光纤端面制备了高质量的SiO2胶体光子晶体,经过烧结、固化构成胶体光子晶体-光纤结构. 用扫描电子显微镜确定了样品为面心立方密排结构,其密排面平行于光纤基底表面. 利用全光纤传感网络测试了该胶体光子晶体,反射峰中心位于845 nm处,与Bragg理论计算值符合很好. 将该样品浸入不同折射率的液体中,反射光谱的峰值位置随着液体折射率的改变而发生偏移,近似呈线性关系,实现了峰位可调. 对于不同浓度引起的液体折射率的变化,基于光纤的胶体光子晶体结构也能够很好地分辨出来. 关键词: 可调胶体光子晶体 2微球')" href="#">SiO2微球 Bragg反射 光纤  相似文献   

11.
光子晶体光纤布拉格光栅传输谱特性的分析   总被引:5,自引:3,他引:2  
刘锐  瞿荣辉  蔡海文  方祖捷 《光学学报》2006,26(7):007-1012
研究光子晶体光纤中光纤光栅的传输谱特性对于研制基于光子晶体光纤的光纤光栅器件有着重要的意义。结合耦合模理论和光束传输相关函数方法,对一种典型光子晶体光纤中的布拉格光栅(FBG)传输谱进行了理论分析。比较了光子晶体光纤中布拉格光栅与常规布拉格光栅的传输谱。数值分析了光纤截面结构变化对于光栅传输谱的影响,并给出这种影响的定性解释。计算结果显示,与常规光纤光栅相比,包层模共振引起的损耗峰与正反向纤芯模耦合引起的损耗峰可以相比拟,而包层模共振的间隔也比常规光纤中光纤光栅的包层模共振间隔要大。同时给出了晶体光纤截面上空气孔的占空比,空气孔的排布层数对于传输谱影响的规律。  相似文献   

12.
The finite difference waveguide mode solution method, which has been popularly employed in the study of waveguide modes on various optical and dielectric waveguides, is utilized to calculate the modal characteristics of photonic crystal fibers (PCFs) and planar photonic crystal waveguides and the band diagrams of two-dimensional photonic crystals. Vector guided modes on both PCFs based on the total internal reflection guiding mechanism ('holey fibers') and those resulting from photonic band gap effect are accurately computed, with their effective indexes and field distributions compared with other methods. Calculated dispersion of a single-core holey fiber and coupled-power behavior of a two-core holey fiber are found to agree with measured results. For applications to band diagram calculation and planar photonic crystal waveguide analysis, the finite difference scheme is modified simply by imposing suitable periodic boundary condition. Numerical results for air-column crystals and dielectric-rod crystals are both found to agree well with calculations using other methods.  相似文献   

13.
陈泽锋  熊予莹  韩鹏  陈溢杭  肖化 《中国物理 B》2012,21(7):78103-078103
A self-assembly method, named the angle controlled inclined deposition method, is developed for fabricating well-ordered silica and polystyrene colloidal crystals. A high-quality colloidal crystal with a flat and uniform surface over a large area can be produced rapidly using a minute quantity of suspension and without any additional equipment. By controlling the inclined angle, we can fabricate colloidal crystals with diverse numbers of layers. A colloidal crystal double-heterostructure (composed of three different colloidal photonic crystals) can be rapidly fabricated with this method. Both experimental and simulation results show that the photonic band gap of the double-heterostructure is not a simple superposition of that of the compositional colloidal crystals along the stacking direction.  相似文献   

14.
田双  童元伟 《光子学报》2013,42(2):171-175
负折射率材料因为其奇异的特性成为广泛研究的对象,尤其是光子晶体平板的完美成像.硅材料以其良好的物理性质成为当今集成光学领域中应用最广的材料之一.本文以硅介质柱在空气中周期性排列构成六角结构的光子晶体平板为例,运用平面波展开法进行光子晶体能带计算并运用时域有限差分法模拟改变光子晶体平板成像并讨论表面结构对成像的影响.光子晶体平板等效折射率为-1时,通过改变上下侧最外层介质柱的半径或是侧向移动最外层介质柱发现:当光子晶体平板表面结构发生改变时光子晶体平板仍能成像但像点强度发生变化.当光子晶体平板表面结构的改变在一定范围时,所成像的位置发生改变且位置变化符合光子晶体成像经典的Veselago关系;当光子晶体表面结构的变化超过该范围时,所成像与物的相位发生反相同时像点位置发生"巨变",此时Veselago关系已不成立.数值模拟表明:光子晶体平板表面结构的改变可以有效地改变该光子晶体平板所成像的强度、位置和相位.  相似文献   

15.
韩伟涛  侯蓝田  耿鹏程 《物理学报》2010,59(10):7091-7095
依据耦合模理论分析了双包层多芯光子晶体光纤的超模模场特性,通过倏逝波对7束光的相位调节,可实现相干合成,激光亮度得到很大提高.利用相干合成原理对双包层多芯光子晶体光纤的出射光相干功率密度进行了分析与测量,对此种结构的光子晶体光纤实现自相干合成提出了理论和实验依据.  相似文献   

16.
通过平面波展开法对由Al2O3介质棒在空气背景介质中构成含有点缺陷的二维正方光子晶体微腔结构进行研究,计算得出缺陷态能带以及缺陷态模场分布。缺陷模对应的电磁波波长为470~476nm。对该微腔结构的品质因数的求解,得出缺陷态光谱曲线。在光谱曲线中,随着传输波长的增大,将产生几个峰值,并且在475nm处的波动最为明显,反映出在475nm附近的电磁波段在缺陷处的光强较大。进一步利用全矢量等效折射率法研究该结构缺陷模频率的稳定性,得出等效折射率的变化曲线。从等效折射率变化曲线可以看出,当传输波长达到475nm时,该结构已经达到稳定传输的区域。含缺陷模的二维光子晶体微腔结构在光子晶体发光二极管以及高阈值半导体激光器等方面有着重要的应用价值。  相似文献   

17.
Performing fluorescence wide-field microscopy we have imaged single semiconductor quantum dots deep inside a 3-dimensional photonic crystal prepared from colloidal polymer beads. Exploring the emission diffraction patterns in defocused images of quantum dots we demonstrate that the direction-dependent photonic stop band imprints an anisotropy to the angular emission of a single quantum dot. Hence a single, quasi-point-like emitter is manipulated to radiate its photons only to certain well-defined directions by means of the anisotropic light propagation in photonic crystals. The experiments thus provide new routes to evaluate local, frequency selective optical properties in 3-dimensional photonic crystals employing single emitters.  相似文献   

18.
时域有限差分法在光波导分析中的应用及改进   总被引:8,自引:3,他引:5  
对时域有限差分算法在圆柱坐标下弱导光纤中应用时吸收边界条件的设置及其对计算精度的影响进行了讨论,提出了改善的方法。并且将这种方法应用于一般光纤和光电子晶体光纤传输特性的计算,得到了有用结果。  相似文献   

19.
金属插层对C60/AlN一维光子晶体带隙的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用传输矩阵方法,研究了金属Ag插层对C60/AlN一维光子晶体带隙宽度以及反射率的影响.结果表明:在C60与AlN之间插入Ag组成的[C60/Ag/AlN]n一维光子晶体,与未插入Ag层相比可使带隙增宽73.91%,最大反射率提高到91.01% .该结构可望用于制作紫外线波段的宽带反射镜.  相似文献   

20.
光子晶体光纤具有特殊的导光机制和结构可调性,可以产生奇异的色散特性及高非线性,为非线性光纤光学领域的研究提供了新的条件。受多种非线性光学效应的共同作用,在不同泵浦光脉冲参数条件下,不同结构参数及传输特性的光子晶体光纤能产生丰富的非线性光谱。利用分步傅里叶方法求解非线性薛定谔方程,模拟飞秒激光脉冲在光子晶体光纤中的传输过程,获得输出光谱与入射光脉冲参数(泵浦光峰值功率P、泵浦光波长λ、光脉冲形状、光脉冲宽度TFWHM)、光纤结构参数(孔间距Λ、空气填充比d/Λ、光纤长度z)、传输特性(色散、非线性系数)的关系,分析拉曼孤子、色散波、自相位调制等非线性效应产生的光谱特性。利用光子晶体光纤包层节区进行非线性光学实验研究,获得了孤子波和色散波的宽带光谱输出。理论分析与实验测量的光谱中都包括了波长0.5 μm附近可见光波段的蓝移色散波、0.82 μm波段的剩余泵浦光、1.1 μm波段的孤子波、2 μm附近的红移宽带色散波。理论分析与实验测量结果一致,阐明光子晶体光纤中非线性光谱产生的物理原理,实现了对宽带光谱的可控输出,为高非线性光子晶体光纤的结构设计、制备及非线性光谱的应用研究奠定基础。  相似文献   

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