四端口十字型二维磁性光子晶体环行器

提出一种新的二维磁性光子晶体缺陷结构,并采用该结构使用5个铁氧体柱实现了四端口十字型铁氧体柱环行器。在得到的正方晶格二维光子晶体点缺陷微腔谐振频率与文献中相应的数值结果一致的基础上,采用平面波展开法和有限元方法计算环行器的外部特性。数值结果表明:在中心频率处,环行器隔离度最高达23.49dB,插入损耗最低为0.0281dB;当偏离中心频率时,随着偏移量的增大,环行器的传输性能逐渐变差。设计的环行器的波导内只有一个柱体,从而解决了已有结构中多个柱体带来的插入损耗大的问题。     

圆环杆与平板连杆的适合光路集成的二维正方晶格光子晶体

提出了一种基于圆环杆与平板连杆的二维正方晶格光子晶体结构,讨论了绝对禁带的计算过程和各参数对绝对禁带宽度的影响.通过平面波展开法结合逐次逼近方法发现其最大绝对禁带相对值达到19.026％,比采用圆柱杆和平板连杆结构的二维正方晶格光子晶体以及采用圆环杆但无连杆的二维正方晶格光子晶体的最大绝对禁带相对值分别提高10.181％和712.035 9％;圆环杆的外径、圆环的相对厚度以及连杆的宽度都存在一个最佳值,且连杆宽度对绝对禁带相对值的影响比较敏感.     

利用二维光子晶体提高波的耦合效率

通过多重散射方法数值模拟研究和实验测量表明利用二维光子晶体可以提高波的耦合效率.研究发现,高的波耦合效率通常发生在光子禁带的边沿和其它非禁带区的某些频率处.当光子晶体的晶格常数接近于所传输的波的波长时,会出现很高耦合效率的共振耦合现象.利用二维光子晶体的情况下的波耦合效率最高可以达到不利用二维光子晶体时的1.89倍.这种现象在光集成器件中尤其有用.     

含负磁导率或双负材料的一维光子晶体的全方位带隙中波的反射相位特性

运用传输矩阵法研究了含负磁导率或双负材料的一维光子晶体结构在全方位光子禁带中波的反射相位谱.研究发现"负磁导率材料-正折射率材料"光子晶体和"双负材料-正折射率材料"光子晶体,在所述带隙中,对TE波而言,反射相位随入射角的增大而增大;对TM波而言,禁带频率范围内波的反射相位随入射角的增大而减小;TE波和TM波,两种结构的反射位相均随介质层的厚度缩放因子增大而增大,且都与周期数无关.     

一维光子晶体激光器中模场的空间分布及其对阈值的影响

采用有限时域差分（FDTD）法和传输矩阵法（TMM）计算了一维光子晶体微腔中模式的阈值和模场的空间分布,并用局域化长度和模面积描述了其空间分布特性.着重研究了模场的空间分布对阈值特性的影响.模拟结果显示,激光器的阈值依赖于模式的空间分布,局域化长度和模面积最小的模式具有最低阈值.通过调节包括缺陷宽度、光学厚度比、折射率比等介质参量,可以有效地调节模式的局域化长度和模面积,从而降低激光器的阈值.     

Realization of absolute negative refraction index by a photonic crystal using anisotropic dielectric material

A method to realize absolute negative refraction index -1 with a two-dimensional （2D） photonic crystal is presented by introducing dielectric anisotropy in the photonic crystal material. The band structures of E-polarization mode and H-polarization mode can be adjusted by changing the parameters of materials. Thus the two modes with different polarizations have the same negative refraction index -1 for the same frequency. The results are demonstrated by numerical simulation based on the finite-difference time-domain （FDTD） method.     

一种新型光子晶体双色谐振腔

提出一种新型的光子晶体双色谐振腔,以光学传输矩阵法为基础给出了设计的关键参量及其优化方法,并分析了其物理原理.根据常用的650nm/780nm,532nm/671nm,1079nm/1320nm和1 064 nm/1 319 nm等双色激光谱线,设计了4个光子晶体双色谐振腔结构.这种一维光子晶体谐振腔只需要一个谐振腔,缺陷层两侧周期数为5层时,该腔体总厚度小于5 μm,可获品质因子为103~104,相对带宽为10－4~10－5的双色谱线,且模式纯净,基于基模谐振.     

Gold Nanobelt Reorientation by Molecular Dynamics Simulation

The embedded atom method is used to study the structure stability of gold nanobelt. The Au nanobelts have a rectangular cross-section with （100） orientation along the x^-,γ- and z-axes. Free surfaces are used along the x- and y-directions, and periodic boundary condition is used along z-direction. The simulation is performed at different temperatures and cross-section sizes. Our results show that the structure stability of the Au nanobelts depends on the nanobelt size, initial orientation, boundary conditions and temperature. A critical temperature exists for Au nanobelts to transform from initial （100） nanobelt to final （110） nanobelt. The mechanism of the reorientation is the slip and spread of dislocation through the nanobelt under compressive stress caused by tensile surface-stress components.     

咖啡因的升华装置的优化和形象化展现

“茶叶中咖啡因的提取实验”是有机化学的一个经典实验。对传统的升华装置进行了改进,让升华实验更加简单高效,并且能够看到咖啡因晶体聚集和长大的过程,该装置便于咖啡因的收集,能对所收集的咖啡因进行定量计算,同时增加了采用薄层色谱法对浓缩液中咖啡因进行定性鉴定的实验环节。改进的实验丰富了实验内容,降低了实验可能的失误,提高了实验的安全性,创造性地运用实验室的显微熔点仪和智能手机成功地对咖啡因晶体的形貌进行了拍摄,增加了实验的趣味性。     

短波长三维光子晶体

本文提出了一种新型三维光子晶体—组合式三维光子晶体,它是由数块一维光子晶体组合而成的封闭式结构.从理论上论证了它的可行性.指出在短波长工作区域,这种新型光子晶体的制造工艺简单易行.文中给出并讨论了三个例子.