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The effect of Kerr nonlinearity on the transmission of laser radiation in a one-dimensional photonic crystal has been investigated by the transfer-matrix method, modified to describe nonlinear effects. The crystal under study is a thin-film multilayer structure with a spatial distribution of the refractive index, which makes it possible to eliminate side bands in the transmission spectrum at each side of the photonic band gap and significantly increase the slope of the transmission curve. The transmission spectrum of such a photonic crystal structure has been studied for two opposite directions of laser radiation propagation. The anisotropy of nonlinear transmission is most pronounced near the edge of the photonic crystal band gap, which lies in the near-IR region. The proposed structure, having strong transmission anisotropy and sufficiently low reflection in the forward direction, can operate as an optical diode (analog of an electron diode). 相似文献
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用特征矩阵法研究一维激光全息光子晶体的禁带特性 总被引:2,自引:1,他引:1
介质中传播方向相反的2束激光干涉可形成具有一维周期结构的体积全息图,而这种全息图可以看作一维光子晶体,称为一维激光全息图光子晶体,用特征矩阵法研究了一维激光全息图光子晶体的透射谱中的禁带随入射角、记录波长、介质折射率、折射率调制度的变化规律。结果表明:当入射角变大,激光波长、介质折射率及介质折射率调制度变小时, 禁带的位置向短波方向移动, 禁带宽度减小。 相似文献
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光子晶体线缺陷波导中的折射率相位移调制增强效应 总被引:1,自引:1,他引:0
在传统的基于全内反射原理的低折射率比介质波导所构建的相位移调制型光学器件中,调制区域的长度通常在毫米到厘米量级.由于器件横向尺寸保持在微米量级,因此狭长结构成为了传统光波导器件的典型特征,这限制了光学器件集成度的提高,严重制约了集成光路的进一步发展.光子晶体的出现为高密集成光路的发展提供了一条新的途径.本文使用平面波展开方法计算了光子晶体线缺陷波导中的色散曲线.研究发现:在色散曲线下边缘处,材料折射率的一个微小变化可以引起传输常数的较大变化,如果工作频率点选择在带下边缘附近,则可以大幅度减小相位移调制型器件调制区域的长度.本文使用时域有限差分方法进一步验证这种增强效应,计算结果表明,对于0.46%的折射率变化,光子晶体线缺陷波导中的相位调制长度仅为均匀媒质中相位移调制长度的11.7%.通过以进一步研究,这种增强效应有望应用与高密度集成光路. 相似文献
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用改进的垂直沉积法在光纤端面制备了高质量的SiO2胶体光子晶体,经过烧结、固化构成胶体光子晶体-光纤结构. 用扫描电子显微镜确定了样品为面心立方密排结构,其密排面平行于光纤基底表面. 利用全光纤传感网络测试了该胶体光子晶体,反射峰中心位于845 nm处,与Bragg理论计算值符合很好. 将该样品浸入不同折射率的液体中,反射光谱的峰值位置随着液体折射率的改变而发生偏移,近似呈线性关系,实现了峰位可调. 对于不同浓度引起的液体折射率的变化,基于光纤的胶体光子晶体结构也能够很好地分辨出来.
关键词:
可调胶体光子晶体
2微球')" href="#">SiO2微球
Bragg反射
光纤 相似文献
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用传输矩阵方法和Bloch定理,从理论上分析以色散介质为背景,由正负折射率材料组成的半无限一维光子晶体的表面态,发现以色散介质为背景,在满足平均折射率等于零的情况下,第一层厚度变化时,表面态将会在较大频率范围内显著变化。讨论了同一入射角度下不同频率的表面态的电场分布情况,结果表明:远离带边的表面态局域长度较小。 相似文献
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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
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含负折射率缺陷的一维光子晶体的杂质带 总被引:1,自引:1,他引:0
利用传输矩阵方法研究了含负折射率缺陷的一维光子晶体的透射谱.以19个周期的1/4波堆存在3个负折射率缺陷的光子晶体为例进行了数值计算.结果表明:如果改变缺陷的折射率,缺陷模之间的耦合作用将发生改变,带隙中形成的杂质带也随之改变; 当这个折射率取适当值时,在禁带中出现多个尖锐的透射峰,与正折射率缺陷构成的杂质带不同. 相似文献
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结合表面缺陷半无限光子晶体Tamm态与多孔硅光学传感机理,在光子晶体表面缺陷腔中引入多孔硅,并利用其高效的承载机制,提出基于多孔硅表面缺陷光子晶体Tamm态的折射率传感结构.在半无限光子晶体中缺陷腔与原来的周期性分层介质结构的界面上存在Tamm态,通过入射角度调制使其在缺陷腔中实现多次全反射,并在缺陷腔中加入吸收介质,使谐振波长在缺陷腔中完成衰荡,从而在反射谱中得到缺陷峰;调整光子晶体参数,使缺陷峰的半高全宽得到优化,提高其品质因数(Q值);在此基础上,根据Goos-H?nchen相位移与谐振波长的关系,建立由待测样本折射率改变所导致的多孔硅表面吸附层有效折射率变化与缺陷峰值波长漂移之间的关系模型,并分析其折射率传感特性.结果表明,此生物传感结构Q值为1429,灵敏度为546.67 nm/RIU,证明了该传感结构的有效性,可为高Q值和高灵敏度折射率传感器的设计提供一定的理论参考. 相似文献
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Based on the non-symmetric transmission-line method, the band gap structure of disordered chiral photonic crystals (CPC) has
been investigated. The influence of the chiral parameters, the disorder, the periods and the refractive index on the band
gap structure has been discussed. It is found that the photonic band gap (PBG) in CPC is more obvious than that in the conventional
photonic crystals, and the PBG can be increased by increasing the periods or the contrast of the refractive index of the two
media. It is also found that the existence of disorder will influence the band edge of the PBG, and such influence will increase
with the increment of periods or the contrast of the refractive index of the two media. 相似文献
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V. A. Tolmachev 《Optics and Spectroscopy》2005,99(5):765-769
The reflection spectra and the photonic band gaps of a one-dimensional composite photonic crystal are calculated for different filling factors (the ratio of the thickness of a silicon layer to the lattice constant A). A change in the refractive index of the filler in a photonic crystal leads to the shift of both edges for certain side photonic bands. It is shown that, with a change in the refractive index from 1.49 to 1.69, the shift of the edges (the tuning effect) can reach the value A/λ = 0.04 for the main photonic band and 0.08 for a side band. An additional criterion for designing a photonic crystal is the estimation of the sharpness of the edges of photonic bands in the reflection spectra. 相似文献
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利用传输矩阵方法,研究了镜像对称缓变准周期结构一维光子晶体的缺陷模。结果表明,当镜像对称缓变准周期结构一维光子晶体的周期数增加时,禁带宽度逐渐展宽;引入缺陷后,出现缺陷模,缺陷模的波长随缺陷层厚度增加和缺陷层介质折射率的增大而向长波方向移动。 相似文献
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In this paper we investigate, by the plane wave expansion method and an analytical model, the temperature effect on the photonic band gap fiber, and we report on a numerical demonstration of a temperature sensor based on the photonic band gap (PBG) shift in a solid core photonic crystal fiber (PCF) infiltrated with a high refractive index oil. The bandwidth and the position of the central wavelength of the band gap are the parameters of interests for our temperature sensing purpose. Simulation results were found to be in excellent agreement with the refractive index scaling law and the highest sensitivity of 3.21?nm/°C was achieved, and it will be even higher than the grating based sensors written in PCFs with similar structure. 相似文献