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相似文献
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1.
对称型单负交替一维光子晶体的能带结构   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
构造了(AB)N(BA)N对称型两种单负材料交替一维光子晶体,利用传输矩阵法进行数值模拟.结果表明:这种单负交替对称型一维光子晶体具有一种特殊带隙结构,该带隙不敏感于入射角和晶格的无序性.在该带隙内出现了两个隧穿模,该隧穿模不敏感于入射角的改变和晶格的无序性,但能带及带隙内的隧穿模却敏感于晶格标度和周期数的变化;随着入射角的改变,带隙两侧的隧穿模趋于简并.这些特性对在利用此结构光子晶体设计双重超窄带滤波器时,具有一定的参考价值. 关键词: 光子晶体 单负材料 光子带隙  相似文献   

2.
一维电-磁介质互联的光子晶体偏振带通滤波器   总被引:1,自引:0,他引:1  
董秋云  马书云  王慧  强海霞 《光子学报》2011,40(7):1076-1081
传统一维纯电介质光子晶体较难实现TE偏振带通滤波,而且每种偏振滤波器的禁带很窄.本文基于不同电磁参量占主导地位控制不同偏振波禁带较宽的特性,利用一维光子晶体禁带带边交叉的方法设计了TE偏振滤波器、TM偏振滤波器和双偏振滤波器.每种滤波结构均为包含电介质和磁性材料的异质结,因此实现各种滤波的同时也展宽了禁带范围.由于电-...  相似文献   

3.
各向异性光子晶体的全反射隧穿偏振特性   总被引:1,自引:1,他引:0  
刘启能 《光子学报》2012,41(1):116-120
为了研究一维各向异性光子晶体的全反射隧穿偏振特性,利用传输矩阵法计算了TE波和TM波以大于全反射角入射一维各向异性光子晶体时的透射率,在透射波中发现了TE波和TM波的一、二级全反射隧穿带.得出了与一维各向同性光子晶体的全反射隧穿效应的不同点,即TE波和TM波的一、二级全反射隧穿带的频率中心和频率宽度存在着较大的差异,利用这个特性可以将两种偏振光进行频率分离,为设计优质偏振滤波器提供理论依据.  相似文献   

4.
紫外区全角度光子晶体反射镜   总被引:3,自引:3,他引:0  
李明宇  顾培夫  厉以宇  严晖 《光学学报》2005,25(11):554-1557
根据角域叠加原理,在石英玻璃基板上用全介质膜系实现了紫外区域全角度一维光子晶体反射镜的设计。采用两个不存在全角度反射带的一维光子晶体在角域上叠加,通过传输矩阵方法,从理论上计算合成光子存在全角度禁带,禁带波长范围328.95~352.11nm,相对带宽为6.80%。实验上采用HfO2和SiO2两种薄膜材料,用电子束蒸发的方法在石英玻璃基板上制备合成光子晶体。若透射率在1%以下为光子晶体禁带,则禁带波长范围从331.2~350.4nm,相对带宽5.63%。从而证明了角域叠加设计的正确性。  相似文献   

5.
三角形复式晶格的光子带结构研究   总被引:9,自引:2,他引:7  
金崇君  秦柏 《光学学报》1997,17(4):09-413
设计了一种三角形复式晶格结构的光子晶体,在该类晶体中,电介质圆柱在空气中的排列存在E偏振和H偏振的光子带隙重叠区,称之为绝对光子带隙;而空气圆孔在电介质中的排列时,虽然E偏振和H偏振均分别存在光子带隙,但不存在绝对光子带隙。同时利用晶体的光子带结构研究了有效长波介电常数,所得结果与静电理论吻合。  相似文献   

6.
运用光学传输矩阵理论,研究了含负折射率材料1维光子晶体缺陷模的偏振特性。结果显示,零均折射率带隙中缺陷模对入射角和偏振有较强的依赖。通过对缺陷层参数的优化设计,得到了一系列的偏振无关非全向缺陷模,这是传统1维光子晶体中不能出现的。应用这些缺陷模,设计了低通、高通、带通空间滤波器。与传统光子晶体空间滤波器相比,这些空间滤波器具有偏振无关的优点。  相似文献   

7.
一维光子晶体禁带的展宽   总被引:13,自引:6,他引:7  
黄弼勤  顾培夫 《光学学报》2003,23(12):497-1501
作为一维光子晶体的应用基础,一维光子晶体的禁带是研究的重点。通过传输矩阵的方法分析了一维光子晶体禁带的特性,讨论了影响带宽的因素。说明了相对带宽对光子晶体设计的重要性。在这个基础上讨论了扩展一维光子晶体带宽的方法,提出了在角域范围内对光子晶体进行叠加的方法,为设计制造一维光子晶体提供了一种行之有效的方法。分别对2个、3个和4个晶体的叠加进行了分析,最后计算了所设计的合成晶体的反射率。其中4个晶体的叠加,相对带宽达到57.52%,极大地展宽了一维光子晶体的禁带,从而证明利用角域的叠加来展宽一维光子晶体的禁带是非常有效的。  相似文献   

8.
李宝  朱京平  杜炳政 《物理学报》2014,63(19):194209-194209
基于Bragg反射光栅是一维光子晶体的一种特例结构,本文提出利用一维光子晶体带隙理论进行Bragg反射光栅设计.通过光学仿真软件OptiFDTD对Bragg反射光栅的宽度及倾斜角度误差的仿真分析,发现Bragg光栅齿刻槽宽度变化在10%范围、倾斜角度10°以内不会引起Bragg光栅衍射效率的明显变化,说明Bragg反射光栅具有较高的工艺误差容限;根据一维光子晶体带隙理论,设计了一种罗兰圆结构的Bragg衍射双光栅结构模型,实现了两个频段之间的衍射分光,优化分析结果表明:当第一套光栅中Bragg周期层数为6、第二套光栅Bragg周期层数为10时,两频段波长的衍射效率均可以达到70%左右,明显高于传统深刻蚀的衍射光栅.基于本设计的波分复用器是一种尺寸小、衍射效率高的新型EDG波分复用器,为未来高效密集型EDG波分复用器发展提供了一种新的设计思路.  相似文献   

9.
超窄带和多通道窄带光子晶体滤波器   总被引:10,自引:1,他引:9  
构造了形如(AB)^mB^n(BA)^m的一维光子晶体,并利用光学传输矩阵法对这种光子晶体进行了数值模拟计算,对其光子能带特性进行了分析。计算结果表明,当m=6、m=4,而n变化时,在一定的波段范围内,在这种结构光子晶体的禁带区内分别获得了一个和多个很窄的透过峰:这种结构的光子晶体可以用来制作超窄带滤波器和多通道窄带滤波器,有望在光通信超密度波分复用技术和光学信息精密测量技术中获得广泛应用.  相似文献   

10.
光子晶体多通道可调谐偏振滤波器的理论研究   总被引:7,自引:4,他引:3  
刘启能 《光子学报》2008,37(2):305-309
通过对设计的一维掺杂光子晶体的数值计算和理论分析,得出了两个偏振态缺陷模透射峰的变化特征为:P-偏振波其缺陷模透射峰在入射角大于0.75(rad)范围内有多条明显的缺陷模透射峰带,而S-偏振波在入射角大于0.75 (rad) 范围内没有缺陷模透射峰;P-偏振波缺陷模在同一杂质光学厚度可以截到多个波长不同的透射峰.以此为基础设计出滤波通道波长可调范围大于60 nm 、滤波通道的半高宽可调范围在1~5 nm、滤波通道透射峰值大于0.98的一维光子晶体三通道可调谐偏振滤波器.  相似文献   

11.
一维光子晶体缺陷模的滤波特性及应用研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
研究了一维光子晶体缺陷膜的滤波特性,重点研究了影响其滤波特性的因素及其影响规律.并对利用一维光子晶体技术开展多通道滤光片设计的可行性进行了研究.结果表明,利用光子晶体的滤波特性,可以设计出传统光学薄膜设计方法难以实现的多通道窄带滤光片,并根据实际需要,设计了一种双通道窄带滤光片.  相似文献   

12.
A new application of one-dimensional photonic crystals containing negative-index materials is proposed as low-pass spatial filters. Through optimizing the parameters of defect layer, a series of polarization-independent defect modes in the zero-average-index gap of the photonic crystals are obtained with the increase of the incident angle. Based on these defect modes, polarization-independent low-pass spatial filters are designed. The spatial-frequency bandwidth of the spatial filters can be adjusted by changing the period number of the defective photonic crystal structures. In addition, the effect of the losses of negative-index materials on the spatial filters is considered.  相似文献   

13.
A novel type of photonic crystal formed by embedding a periodic array of constituent stacks of alternating graphene and dielectric discs into a background dielectric medium is proposed. The photonic band structure and transmittance of such photonic crystal are calculated. The graphene-based photonic crystals can be used effectively as the frequency filters and waveguides for the far infrared region of electromagnetic spectrum. Due to substantial suppression of absorption of low-frequency radiation in doped graphene the damping and skin effect in the photonic crystal are also suppressed. The advantages of the graphene-based photonic crystal are discussed.  相似文献   

14.
A method of designing a photonic crystal grating slow-wave circuit in which the cylinders of the 2D photonic crystals dot on a cross-sectional plane is established by calculating the band structures of the 2D photonic crystals, and the eigenfrequency of the equivalent waveguide grating. For calculating the band structures, the eigenvalue equations of the photonic crystals in the system of photonie crystal grating slow-wave circuit are derived in a special polarization mode. Two examples are taken to show the method. The design result is validated by the scattering parameters of the same circuit. The result indicates that there exists no photonic band gap if the metal gratings do not extend into the photonic crystals; the design of the circuit without the metal gratings extending into the photonie crystals is less flexible than that with the metal gratings extending into the photonic crystals.  相似文献   

15.
张晓金  梁龙学  吴小所  韩根亮 《发光学报》2018,39(12):1772-1777
分析了二维光子晶体马赫-曾德尔干涉仪的传输特性,将二维光子晶体波导、环形腔和马赫-曾德尔干涉仪有效结合,提出了一种基于二维光子晶体马赫-曾德尔干涉仪的异或门设计。用平面波展开法分析二维光子晶体能带结构,并用时域有限差分法验证光信号在该器件中的电场稳态分布。结果表明,该结构能够实现异或逻辑,且具有高逻辑对比度7.88 dB,快速响应周期0.388 ps和高传输速率7.87 Tbit/s;并且该器件结构尺寸仅为13 μm×14 μm,易于集成。该异或逻辑结构中引入了二维光子晶体马赫-曾德尔干涉仪,使得光子晶体逻辑门结构的设计更加多样,并为二维光子晶体半加器与全加器的设计提供了基础,具有重要的研究意义。  相似文献   

16.
A theory to design narrow band optical filters by using a new photonic crystal structure is presented. This new photonic crystal structure is composed of low index layers and high index layers arranged in mod. 4 up and down binary number sequence. The new structure exhibits narrow transmission peaks in the forbidden frequency gap region with high optical transmission (greater than 99.98%) at C.W.D.M. (Coarse Wavelength Division Multiplexing) center wavelengths. The proposed filters use only 8 layers. These new binary number sequence photonic crystal narrowband optical filters are much smaller in size, lower in cost and easier to fabricate as compared to narrowband photonic crystal optical filters based on defect Fractal Cantor multilayers, suggested recently by a group of researchers.  相似文献   

17.
The current research work presents the theoretical results of demonstrating novel dichromatic filters, which consist of blue and yellow light. A one-dimensional photonic crystal or photonic heterostructure of Si/MgF2 is analyzed in detail by fully considering the effects of structural parameters using the transfer matrix method. The position and the number of defect modes are shown to have relationships with the repeat cycle counts of various photonic crystals. When the photonic heterostructures have the optimized structural parameters, defect modes can be obtained with high transmittances located in blue and yellow light. This photonic heterostructure is expected to be used in dichromatic filters with wide non-transmission range in a visible range.  相似文献   

18.
The optical properties of artificial two-dimensional photonic crystals containing various components are studied theoretically and using numerical modeling. The main optical characteristics, such as spectra of transmission and reflection, allowing evaluation of gain properties of a photonic crystal made of neodymium-doped glass, are studied in detail. It is shown that the threshold conditions for oscillation in the studied structures can be achieved via proper choice of their optical characteristics, which allows one to formulate the technical specifications for their manufacturing. Spectral characteristics of photonic crystals containing nanoscale silver rods embedded in a dielectric matrix are studied. Their prospective use as optical filters and polarizers is substantiated. The investigation is conducted using the method of field expansion in terms of plane waves.  相似文献   

19.
杨红卫  孟珊珊  高冉冉  彭硕 《物理学报》2017,66(8):84101-084101
将精细积分法应用于时域有限差分法中,提出了一种求解光子晶体传输特性的时域精细积分法,并对其计算精度及稳定性进行了分析.从一阶麦克斯韦方程出发,在空间上采用Yee元胞进行差分离散,结合吸收边界条件及激励源表达式将方程整理为标准的一阶常微分方程组形式.通过时间步长的精细划分和指数矩阵的加法定理,在时间上利用精细积分法对齐次微分方程进行积分求解,并结合激励向量的特解得到空间离散的场分量,最终通过傅里叶变换求得方程的解.利用时域精细积分法对光子晶体进行了实例计算,并将其结果分别与时域有限差分法和四阶龙格库塔法在精度、稳定性等方面进行了比较,结果表明时域精细积分法具有更高的计算精度,并且克服了时域有限差分法以及四阶龙格库塔法在计算稳定性上对时间步长的限制.提出的方法具有精确、稳定的特点,为光子晶体传输特性的研究提供了一种新的有效的分析方法.  相似文献   

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