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相似文献
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1.
Bragg反射齿型平面凹面衍射光栅性能研究   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
李宝  杜炳政  朱京平 《物理学报》2015,64(15):154211-154211
本文基于Bragg反射光栅是一维光子晶体的一种特例结构, 提出利用一维光子晶体理论进行Bragg衍射光栅的设计并对其性能进行研究分析. 根据一维光子晶体理论, 建立了罗兰圆结构的凹面椭圆Bragg蚀刻衍射光栅, 研究了TE/TM模式下器件的分光特性以及入射角度改变对器件角色散造成的影响; 同时, 文中对比了空气介质型和金属铝线型椭圆Bragg蚀刻衍射光栅的光学性能. 研究结果表明: 选择合适的器件参数, 可以实现TE/TM模式下1.465-1.615 μm范围内波长衍射效率在95% 以上, 且空气介质型结构光栅的通道均匀性要优于金属铝线型结构光栅; 入射角在30°-60°范围内变化时, 相同入射角度下, TM模式下器件角色散大于TE模式. 基于Bragg衍射光栅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   

2.

The eigenexcitation and transmission spectra of a one-dimensional resonant photonic crystal are studied for TM and TE polarized electromagnetic waves. The crystal considered is a layered structure consisting of alternating isotropic layers and layers of a resonantly absorbing gas. The performed calculations show that the band structure of the spectra of the resonant photonic crystal significantly changes as the angle of incidence and the density of the resonant gas are varied. The structure of the spectra of additional transmission in the bandgap of the resonant photonic crystal is studied taking into account the decay of electromagnetic modes. The possibilities of controlling the spectrum of electromagnetic modes are indicated.

  相似文献   

3.
二维正方晶格光子晶体禁带特性   总被引:3,自引:3,他引:0  
张杰 《光谱实验室》2012,29(2):1192-1194
基于平面波展开法,以碳化硅构成二维正方晶格光子晶体,数值模拟了TE模、TM模二维光子晶体的禁带特性,结果表明,TE模更容易形成光子禁带。同时设计了以碳化硅构成二维正方晶格光子晶体波导,数值模拟了TE模、TM模波导的传输特性和禁带特性,结果表明,TE模构成的波导电磁波能够较好的传播,它们的光子禁带都没有出现。研究结论为光子晶体波导器件的开发提供参考。  相似文献   

4.
We investigate theoretically the creation conditions of TE and TM polarized surface waves created at the interface between a homogeneous medium and one dimensional photonic crystal (1D PC). The 1D PC is composed of uniaxially anisotropic left-handed (LH) and isotropic right-handed (RH) layers. We show that the characteristics of surface waves created in the 1D PC are significantly different from those created in the structure composed of isotropic LH and RH layers. We also prove that the coexistence of TE and TM surface waves at the interface is possible in the same frequency domain. Moreover, it is shown that in this structure backward and forward surface waves are created in wider ranges of frequency and angle of incident light, in comparison with the structure in which the left-handed layers are isotropic.  相似文献   

5.
刘伟  张杰 《光谱实验室》2012,29(4):2498-2500
应用平面波展开法研究光子晶体的带隙特性,数值模拟空气圆柱半径与晶格常数的比值变化时,TE模和TM模禁带特性,得出六角晶格光子晶体具有较大的TE模和TM模光子禁带带隙,并且具有较高的带隙宽度重合范围。结果为光子晶体器件的制作提供理论依据。  相似文献   

6.
戚志明  梁文耀 《物理学报》2016,65(7):74201-074201
利用传输矩阵法研究了表层厚度渐变的一维非对称耦合腔光子晶体的反射相位特性. 研究表明, 光子禁带内(包括缺陷模附近)的反射率在98%以上, 且基本不受表层厚度影响, 特别是, 在非正入射情况下, 简并的缺陷模随着表层厚度的变化会发生分裂; 进一步研究发现, 在缺陷模分裂处附近, TE, TM偏振的反射相位以及它们之间的相位差均敏感地依赖于表层厚度的变化, 从而使得反射光的偏振态也随表层厚度的变化而敏感变化, 其物理机理在于缺陷模分裂所造成的剧烈相位变化. 基于上述特性, 设计了一种表层厚度呈二维周期变化的一维光子晶体结构, 从该结构反射的激光经透镜聚焦后, 在聚焦区域同时存在各种偏振态(包括沿不同方向的线偏振、左旋或右旋圆偏振、椭圆偏振等)的子光束, 它们叠加后在聚焦区域将产生具有无规相位和无规偏振态的光场. 以上结果能有效降低激光的相干性, 在激光核聚变等领域有潜在的应用价值.  相似文献   

7.
Hongzhen Tang 《中国物理 B》2022,31(10):104209-104209
By using the difference of the band structure for the TE and TM waves in the metal—dielectric photonic crystals beyond the light cone and the birefringence of the anisotropic crystal, a one-dimensional photonic system is constructed to realize the bound states in the continuum (BICs). In addition to the BICs arising from the polarization incompatibility, the Friedrich—Wintgen BICs are also achieved when the leaking TM wave is eliminated due to the destructive interference of its ordinary and extraordinary wave components in the anisotropic crystal. A modified scheme favorable for practical application is also proposed. This scheme for BICs may help to suppress the radiation loss in the metal—dielectric photonic crystal systems.  相似文献   

8.
In a multi-mode waveguide of an anisotropic photonic crystal with an absolute photonic band gap, self-imaging phenomena are achieved for both TE and TM polarizations. Through careful choice of structure parameters, or the working frequency, the field of TE and TM polarization components can be separated in space after a certain propagating distance, based on which a polarization splitter is designed and numerically simulated. The numerical simulation shows that the polarization extinction ratio of the polarization splitter can reach a value of 22.9 dB and 19.2 dB at its two output ports, respectively.  相似文献   

9.
Periodic incorporation of quantum wells inside a one-dimensional Bragg structure is shown to enhance coherent coupling of excitons to the electromagnetic Bloch waves. We demonstrate strong coupling of quantum well excitons to photonic crystal Bragg modes at the edge of the photonic band gap, which gives rise to mixed Bragg polariton eigenstates. The resulting Bragg polariton branches are in good agreement with the theory and allow demonstration of Bragg polariton parametric amplification.  相似文献   

10.
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   

11.
采用本征模展开法(EME)结合完全匹配层(PML)边界条件,研究了由TiO2和SiO2复合膜结构组成的平面光子晶体Bragg微腔的模式特性,分析了介质厚度无序对微腔模式的调制以及入射角对局域长度的影响.结果表明,若光束正入射,带边局域长度要大于禁带局域长度,随着无序度的增加光子通带的透过率逐渐降低,而禁带的透过率逐渐上升.当无序度较小时,局域长度随随机度的变化在带边和禁带内表现出相反的规律.当无序度较大时,局域长度不仅和随机度、带隙有关,还受到材料的影响;若光束斜入射,TE模的局域长度要远小于TM模对应的值,且其最小值向短波方向移动。此外,入射角和膜层数的变化都会导致局域长度的起伏.  相似文献   

12.
一维光子晶体禁带特性的研究   总被引:2,自引:2,他引:0  
闫昕 《光谱实验室》2010,27(3):1132-1134
应用传输矩阵法研究了一维光子晶体的禁带特性,数值模拟得到了一维光子晶体TE模、TM模和TE/TM模禁带结构,计算结果表明,介质层的厚度发生变化时,禁带宽度发生变化。研究结果为一维光子晶体器件的设计提供了理论依据。  相似文献   

13.
The effect of anisotropy on the photonic band structure and surface polaritons of a one-dimensional photonic crystal made of uniaxially anisotropic epsilon-negative (ε<0,μ>0) and mu-negative (ε>0,μ<0) metamaterials is theoretically investigated. Two different cases of uniaxially anisotropic epsilon-negative and mu-negative metamaterials are considered. It is found out that for one case of anisotropy, one-dimensional photonic crystal does not have any single-negative band gap. As a result, it can not support the surface polaritons. While, for another case, the structure shows single-negative band gaps. So, the surface polaritons can be excited at the interface of such a photonic crystal. However, these surface polaritons, unlike the isotropic case, are not omnidirectional and they are restricted to a limited rang of the propagation constant.  相似文献   

14.
利用RTCM算法研究一维光子晶体的缺陷模.研究了TE波和TM波入射时的情况,通过改变杂质层的光学厚度以及杂质层的折射率从而得出一些有重要指导意义的缺陷模特性.同时对有缺陷的一维光子晶体在窄带滤波器中的应用做了一定程度的探讨.结果表明:正入射时,TE波和TM波的透射率几乎相同,随着杂质层光学厚度的增加,透射峰数目增加,这有助于制作多道窄带滤波器.因此,有缺陷的一维光子晶体可以制作波分复用中的多道滤波器.  相似文献   

15.
可见光波段SiO2/CdSe一维光子晶体及缺陷模的研究究   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用SiO2/CdSe构建了可见光波段一维光子晶体结构,并在其中引入LiTaO3缺陷层。利用传输矩阵法,分析了电磁波在无缺陷与含LiTaO3缺陷层两种光子晶体中的带隙结构,系统地研究了缺陷层参数对光子晶体可见光波段带隙结构的影响规律。计算结果表明:LiTaO3的引入,有利于带隙宽度的增加,调整缺陷层结构参数,缺陷模的位置可在不同颜色区域出现,如红光、黄光等缺陷模。该结构有望用于制作可见光波段的滤波器。  相似文献   

16.
采用平面波展开的方法计算了三种旋转操作下二维正方晶格各向异性材料(Te)介质柱内空结构光子晶体TE,TM模式能带.讨论了三种旋转操作对TE,TM模式带隙及完全光子禁带的影响.发现TM模式高频带隙与结构的旋转对称性有着密切的关系.而TE模式的带隙不仅受到晶体旋转对称性的影响同时也受到介质在x-y平面分布情况的影响. 关键词: 二维光子晶体 内空结构 旋转操作 光子带隙  相似文献   

17.
各向异性圆柱掺杂光子晶体的缺陷模及其量子效应   总被引:12,自引:0,他引:12       下载免费PDF全文
刘启能 《物理学报》2011,60(1):14217-014217
利用光波在一维各向异性圆柱掺杂光子晶体中径向受限的条件,研究了光波在其中出现的模式量子效应,并利用特征矩阵法计算了TE波和TM波各模式的缺陷模的变化规律,得出了一些一维各向异性圆柱光子晶体缺陷模的新结构.缺陷模的频率和透射角都随模式量子数的增加而增大.同一模式缺陷模的频率随圆柱半径的增加而减小. 关键词: 圆柱光子晶体 各向异性介质 量子效应 缺陷模  相似文献   

18.
采用平面波展开的方法计算了三种旋转操作下二维正方晶格各向异性材料(Te)介质柱内空结构光子晶体TE,TM模式能带.讨论了三种旋转操作对TE,TM模式带隙及完全光子禁带的影响.发现TM模式高频带隙与结构的旋转对称性有着密切的关系.而TE模式的带隙不仅受到晶体旋转对称性的影响同时也受到介质在x-y平面分布情况的影响.  相似文献   

19.
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   

20.
It is shown that both TE and TM waves incident on the surface of a semi-infinite one-dimensional thin-layer gyrotropic magnetic photonic crystal of the magnetic-nonmagnetic dielectric type can experience a number of refraction anomalies in an external electric field due to the effect of hybridization of evanescent waves in magnetic and nonmagnetic layers. These anomalies are absent under the same conditions in spatially homogeneous media consisting of the same materials as the photonic crystal.  相似文献   

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