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相似文献
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1.
有限周期的一维光子晶体的透射率及其禁带   总被引:6,自引:5,他引:1  
用传输矩阵方法得到了有限周期的一维光子晶体的复透射系数和透射率的解析表达式.根据这个结果,分析讨论了一维光子晶体的光子禁带产生的原因,讨论了光子禁带及透过带的特征,并用透射率讨论了λ0/4片组成的有限个周期的一维光子晶体的光子带结构,得到了与用其它方法相同的结果.  相似文献   

2.
一维函数光子晶体的研究   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
本文提出一种新型函数光子晶体, 其折射率是空间位置函数. 由费马原理, 我们给出光在一维、 二维和三维函数光子晶体中的运动方程, 以及一维函数光子晶体的色散关系、 带隙结构和透射率, 再利用传输矩阵理论研究函数光子晶体周期数、 入射角和介质层的厚度等对透射率和禁带结构的影响, 计算发现通过选择不同的折射率空间分布函数, 可以得到比传统光子晶体更宽或更窄的禁带结构. 这样为我们设计不同带隙结构的光子晶体提供理论依据.  相似文献   

3.
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。  相似文献   

4.
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   

5.
一维光子晶体的电磁波理论及实现方法   总被引:4,自引:1,他引:3  
陈晻  顾培夫  刘旭  李海峰 《光子学报》2001,30(8):953-956
对一维光子晶体的电磁波理论及周期介质中的Bloch波解做了详细的推导,给出了光子晶体中的禁带存在的理论依据,并以此分析了禁带的特征.同时,对一维光子晶体的光学理论做了阐释,并应用于一维光子晶体的设计实践.列举了两个多层周期介质膜的禁带特性.最后对光子晶体的应用和制造前景做了展望.  相似文献   

6.
李长红  田慧平  郑翠  纪越峰 《光子学报》2007,36(12):2239-2242
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.  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.
组合一维光子晶体全能反射器   总被引:18,自引:11,他引:7  
耶红刚  陈光德 《光子学报》2005,34(8):1245-1249
为了能充分地展宽一维光子晶体的全方位禁带,从一维光子晶体禁带结构的特点出发,对于不发生Brewster效应的一维光子晶体,提出了通过两个或两个以上一维光子晶体的组合来实现和展宽一维光子晶体全方位禁带的理论依据和最佳组合方式.并给出了所提出的组合方式下相关参数的定量计算公式. 最后用传输矩阵法进行了数值模拟计算,对提出的组合方式进行验证,计算结果与预期结论符合很好.  相似文献   

9.
一维光子晶体缺陷模的偏振特性研究   总被引:2,自引:3,他引:2  
陈征  王涛 《光子学报》2007,36(12):2243-2247
利用周期结构的布洛赫定理推导了一维无限光子晶体缺陷模方程,研究了缺陷模的偏振特性,以及在不同入射角和缺陷层厚度下缺陷模位置的变化.利用传输矩阵方法对有限周期数光子晶体也进行了研究,分别对应一维无限光子晶体和有限周期数光子晶体给出了数值计算结果.通过比较这两者的数值结果得出了缺陷模随入射角和缺陷层厚度变化的一般规律.  相似文献   

10.
从Maxwell方程出发,采用类似于量子力学Kronig-Penney模型求解周期势的方法,结合双水电极介质阻挡放电的实验结果,研究了电子密度ne对一维等离子体光子晶体禁带特性的影响。研究发现:电子密度对等离子体光子晶体光子禁带的位置和宽度均有重要的影响;等离子体光子晶体的禁带宽度随电子密度的增加而增大,增长速率为电子密度的函数;等离子体光子晶体的截止频率、光子禁带边缘频率随电子密度的增大而增大。给出了当等离子体光子晶体具有显著禁带宽度时的电子密度的理论临界值。  相似文献   

11.
张杰 《光谱实验室》2012,29(3):1890-1893
基于平面波展开法,设计了二维正方晶格和三角晶格光子晶体缺陷结构,数值模拟了TE模、TM模式的光子晶体禁带特性,计算了二维三角晶格光子晶体缺陷结构的模式分布。结果表明,光子晶体缺陷结构能够形成很好的禁带特性和模式结构,研究结论为光子晶体波导器件的开发提供参考。  相似文献   

12.
准分形光子晶体多频带隙的特性及其应用   总被引:3,自引:3,他引:0  
用时域有限差分方法计算了多种准分形结构光子晶体的能带. 数值计算结果表明, 这些结构的光子晶体存在多频带隙的特点, 且带隙的宽度及中心频率以及带隙中导带的中心频率均随准分形光子晶体单胞内结构单元几何形状的改变而改变.  相似文献   

13.
陈沛  孔凡敏  李康  蔡履中  韩林 《光子学报》2008,37(4):721-724
结合光子晶体带隙图和等频率线图分析了二维光子晶体中出现负折射现象的条件,得出了负折射现象出现的频率范围.采用有限时域差分法模拟了光在光子晶体界面和内部的传输行为,验证了以上理论所给出的负折射出现的频段,观察到了明显的负折射现象.比较了不同介质、不同晶格结构光子晶体中不同频率的负折射行为.提出一种新结构的六角型二维三角晶格光子晶体分光镜的模型.  相似文献   

14.
A low-loss and flat dispersion line-defect photonic crystal waveguide is proposed with a simplified waveguide-design on silicon-on-insulator (SOI) based on hexagonal lattice of 2D photonic crystals. A propagation loss of 3.6 dB/mm and flat dispersion over a large wavelength band is reported with an easy-to-implement design without disturbing the periodicity (keeping lattice constant and hole diameter fixed) in the line-defect photonic crystals. The combined effect of photonic crystals (in-plane periodicity) and the vertical layers on SOI results in efficient waveguiding and dispersion characteristics.  相似文献   

15.
The “superprism effect” is an effect observed in photonic crystal structures whereby the direction of light propagation is extremely sensitive to the wavelength and angle of incidence. To realize the superprism effect, new structures are presented which rely on the sensitivity of the phase velocity in a two-dimensional (2D) photonic crystal slab to observe angular magnification outside the photonic crystal medium. Constant frequency contour calculations for a photonic crystal slab of finite thickness are used to predict the phase velocity superprism effect. Further analysis using 2D finite-difference time-domain simulations indicate that a large area photonic crystal and wide excitation beam are necessary for clear observation of the superprism effect. A fabrication technique is demonstrated to achieve the structure's required nanometer-sized features over centimeter-scale areas.  相似文献   

16.
From the Maxwell equation, the method of symplectic finite-difference time-domain is applied in analyzing one-dimensional plasma photonic crystal. The propagation process of electromagnetic pulse in one-dimensional vacuum plasma photonic crystal structure is simulated by symplectic algorithm discrete in 2nd order time 2nd order space (T2S2), and 2nd order time 4th order space (T2S4) respectively. Then, from the perspective of frequency domain, the reflection coefficient of the plasma–vacuum photonic crystals is analyzed. The results show that the symplectic finite-difference time-domain method is accuracy and correctness. In the end, the filter characteristics of the plasma photonic crystals (PPCs) are analyzed in different thickness of plasma.  相似文献   

17.
The optical transmission properties of a one-dimensional Drude model photonic crystal are investigated. The linear wave propagation is studied by the transfer matrix method. Using a delta-function approximation a nonlinear 2-d map is obtained and used to explore the global transmission properties of nonlinear wave propagation in this system. Inclusion of a frequency-dependent refractive index represented by the Drude model results in a considerable modification of the characteristics of the linear and nonlinear wave propagation of the one-dimensional photonic crystal.  相似文献   

18.
Swati Rawal  R.K. Sinha   《Optics Communications》2009,282(19):3889-3894
A highly efficient photonic crystal dual band wavelength demultiplexer (DBWD) using silicon-on-insulator (SOI) substrates is proposed for demultiplexing two optical communication wavelengths, 1.31 μm and 1.55 μm. Demultiplexing of two wavelength channels is obtained by modifying the propagation properties of guided modes in two arms of Y type photonic crystal structure. Propagation characteristics of proposed DBWD are analyzed utilizing 3D finite difference time domain (FDTD) method. Enhancement in spectral response is further obtained by optimizing the Y junction of demultiplexer giving rise to high transmission and extinction ratio for the wavelengths, 1.31 μm and 1.55 μm. Hence it validates the efficiency of proposed optimized DBWD design for separating two optical communication wavelengths, 1.31 μm and 1.55 μm. Tolerance analysis was also performed to check the effect of variation of air hole radius, etch depth and refractive index on the transmission characteristics of the proposed design of SOI based photonic crystal DBWD.  相似文献   

19.
唐发林  刘桂强  黎磊  龚丽霞  陈元浩  黄宽 《光子学报》2014,41(12):1470-1473
为了实现结构紧凑、高透射率的解波分复用功能,在二维三角晶格光子晶体平板上设计了一个ψ形的三通道解波分复用器.通过在该光子晶体结构中引入合适的线缺陷和点缺陷,使得在光子禁带中出现了局域缺陷态.利用该缺陷态模式,可以控制波的传播和耦合,从而实现解波分复用的功能.通过用平面波扩展法和时域有限差分法对此解波分复用器进行了能带和传输特性分析,找到了具有合适缺陷态频率的光子晶体结构参量,实现了透过率高达80%的解波分复用功能.  相似文献   

20.
In this paper, photonic crystal (PhC) based on two dimensional (2D) square and hexagonal lattice periodic arrays of Silicon Carbide (SiC) rods in air structure have been investigated using plane wave expansion (PWE) method. The PhC designs have been optimized for telecommunication wavelength (λ = 1.55 μm) by varying the radius of the rods and lattice constant. The result obtained shows that a photonic band gap (PBG) exists for TE-mode propagation. First, the effect of temperature on the width of the photonic band gap in the 2D SiC PhC structure has been investigated and compared with Silicon (Si) PhC. Further, a cavity has been created in the proposed SiC PhC and carried out temperature resiliency study of the defect modes. The dispersion relation for the TE mode of a point defect A1 cavity for both SiC and Si PhC has been plotted. Quality factor (Q) for both these structures have been calculated using finite difference time domain (FDTD) method and found a maximum Q value of 224 for SiC and 213 for Si PhC cavity structures. These analyses are important for fabricating novel PhC cavity designs that may find application in temperature resilient devices.  相似文献   

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