二氧化硅蛋白石光子晶体中粒子重构对光学性质的影响

使用自组装法制备了蛋白石结构二氧化硅纳米球三维光子晶体,并对样品在150,300,450℃温度下进行了热处理.随热处理温度的升高,光子晶体禁带中心波长出现22.5 nm的蓝移,且禁带宽度变窄.对于在450℃热处理的样品,其测量的禁带中心波长为572.5 nm,与理论计算结果有较大差异.引起样品光学特性变化的原因是热处理...     

三环型波导微环谐振器无热化生物传感器

针对温度波动对生物传感器探测性能的影响,本文提出了一种三环型波导微环谐振器无热化生物传感器。传感器芯片以3个微环谐振器为一个传感单元,3个微环谐振器并联排列,且分别工作在1 500、1 550和1 580 nm波长,以其中两个为基本探测微环,另外一个作为备用微环。由于3个微环工作波长不同,可通过运算消去温度对探测谱线变化值的影响项,从而实现传感器的无热化探测。相对于传统的无热化方案,本方案制备材料不受限,且无需参考微环,不存在浪费面积,集成度更高。另外备用微环的设计可以防止部分微环工作失常时传感器无法工作情况的发生,提高了系统的稳定性及可靠性。     

跑道型结构光子晶体波导定向耦合器

鉴于波导定向耦合器在集成光路以及光电集成方面的广泛应用,提出了一种基于光子晶体波导间高效耦合的光子晶体定向耦合器。通过主波导和耦合波导间的耦合,可以实现对波长为1 490 nm和1 550 nm电磁波的高效分光。在将器件长度控制在30 μm左右的同时,其总效率高达93.05%。另外,发现主波导和耦合波导间介质柱结构参数对电磁波的耦合周期有着极大的影响。并通过将介质柱沿z方向拉伸0.1a(a为晶格周期),设计了工作波长为1 530 nm和1 540 nm的光子晶体定向耦合器,器件长度仅为60 μm。通过拉伸介质柱的纵向长度,可以大幅减小耦合周期,这对缩小器件体积以及实现更为密集的波分复用有着重要的意义。     

A photonic crystal side-coupled waveguide based on a high-quality-factor resonator array

Based on the present coupled mode theory of the photonic crystal resonator array in this paper, we propose a novel side-coupled waveguide to achieve highly efficient coupling of photonic crystal devices. It is found that the coupling efficiency is sensitive to the interval, the total number and the quality factor of the resonator. Considering the coupling efficiency and the coupling region, we select five resonators with an interval of six lattice periods. By optimizing the structure parameters of the waveguide and resonator, the quality factors of the resonator can be modulated and the coupling efficiency of the side-coupled waveguide reaches 95.47% in theory. Compared with other coupling methods, the side-coupled waveguide can realize efficient coupling with a compact structure, a high level of integration and a low degree of operational difficulties.     

A photonic crystal side-coupled waveguide based on a high-quality-factor resonator array

Based on the present coupled mode theory of the photonic crystal resonator array in this paper,we propose a novel side-coupled waveguide to achieve highly efficient coupling of photonic crystal devices.It is found that the coupling efficiency is sensitive to the interval,the total number and the quality factor of the resonator.Considering the coupling efficiency and the coupling region,we select five resonators with an interval of six lattice periods.By optimizing the structure parameters of the waveguide and resonator,the quality factors of the resonator can be modulated and the coupling efficiency of the side-coupled waveguide reaches 95.47% in theory.Compared with other coupling methods,the side-coupled waveguide can realize efficient coupling with a compact structure,a high level of integration and a low degree of operational difficulties.     

并联谐振腔光子晶体单通道侧面耦合波导

分析了多光子晶体谐振腔的并联耦合模理论,并根据该理论设计了单通道光子晶体侧面耦合波导以实现光子晶体器件与光源间的高效耦合。理论研究表明并联谐振腔的耦合效率与谐振腔数量、间距以及品质因子相关。经优化耦合面积和耦合效率,最终选择了5个谐振腔并联作为单通道侧面耦合波导的耦合部分。通过设置谐振腔间距改变其对称性,从而实现侧面耦合波导的单通道传播。在1.55μm工作波长下,单通道侧面耦合波导的耦合效率可达94.49%。     

基于硅纳米线波导的两级光子晶体缩束器

鉴于在微观领域光波的缩束对实现光电集成的重要意义,提出了基于硅纳米线波导的两级光子晶体缩束器。其中一级压缩基于W5型和W1型光子晶体波导间的高效耦合。二级压缩则由宽为0.1μm,长为3.06μm的纳米线波导和W1型光子晶体波导构成,通过二者的高效耦合实现光束压缩。当W1型光子晶体波导和纳米线波导间介质柱的半径为0.04μm时,对于1550nm波长的电磁波,缩束器的通光效率可达93.4%,压缩比为16.08,出射光束半峰全宽仅为0.148μm。     

背面曝光技术制作沙漏状X射线组合折射透镜

在分析沙漏状X射线组合折射透镜（X-ray compound refractive lens,XCRL）的折射聚焦理论的基础上,设计并利用背面曝光技术制作了SU-8材料的沙漏状XCRL,该技术在保证图形准确性的同时减少了工艺步骤,使制作更加简便易行.在10?keV单色X射线辐射下,对制作的透镜进行了聚焦性能的实验测试,结果表明,所制作的透镜较好地实现了一维聚焦. 关键词： 组合折射透镜 背面曝光 沙漏状 SU-8