一维半导体-有机物型光子晶体的光学特性

理论上采用转移矩阵法研究了具有P30T/AIN多层膜结构的一维半导体-有机物型光子晶体的光学特性.计算结果表明:由厚度分别为30,30nm的P30T,AIN薄膜组成的多层膜结构,在中心波段为275nm处有一不完全的光子带隙存在,反射率最高可达98%;而且可以通过调整薄膜厚度、填充比等参数对光子带隙的位置、反射强度进行调制.因此,这种一维半导体一有机物型光子晶体对在紫外波段获得具有一定功能的光子晶体具有重要的指导意义.     

一维半导体-有机物型光子晶体的光学特性

理论上采用转移矩阵法研究了具有P3OT/AlN多层膜结构的一维半导体-有机物型光子晶体的光学特性. 计算结果表明：由厚度分别为30,30nm的P3OT,AlN薄膜组成的多层膜结构,在中心波段为275nm处有一不完全的光子带隙存在,反射率最高可达98%;而且可以通过调整薄膜厚度、填充比等参数对光子带隙的位置、反射强度进行调制. 因此,这种一维半导体-有机物型光子晶体对在紫外波段获得具有一定功能的光子晶体具有重要的指导意义.     

一维光子晶体的带隙结构研究

利用时域有限差分法(FDTD)对光子晶体的传输特性进行了研究.计算了不同条件下完整结构阶跃型光子晶体的透过率谱.通过透过率谱的变化,分析了介质层数、介质所占空间配比、介质介电常数比对光子带隙的影响.发现介质层数的增加会使光子带隙拓宽并加深,但是带隙的位置不会移动;介质介电常数比越大,带隙越宽越深,也越容易出现带隙.     

复周期结构光子晶体的光子能带特性研究

本文构思了一种每个周期内部有几个不同的小单元的复周期结构光子晶体，并利用光学传输矩阵法对这种光子晶体进行了数值模拟计算。计算结果表明，这种复周期结构光子晶体比普通结构的光子晶体多出1个大的光子禁带区。适当调整参数还可以分别获得多通道窄带滤波特性、带通滤液特性和窄带透过特性。     

基于一维光子晶体的目标红外辐射特性控制

随着红外目标探测和精确制导技术的广泛应用,传统军事目标面临严峻的生存压力。为此,各主要军事强国采取多种措施,竞相发展目标红外辐射特性控制技术,以降低被红外探测系统捕获的概率,达到红外隐身目的。光子晶体是一种人工超颖材料,可以根据需要,通过灵活地设计其结构,改变光子在其中的传输特性。文中运用一维光子晶体带隙理论,设计了一种控制目标红外辐射特性的结构,详细给出了设计方法。计算结果表明对3~5μm和8~12μm两个红外大气传输窗口,该结构对红外辐射的抑制最高可分别达到29和21dB,具有很好的红外辐射特性控制性能。本文所述方法除为飞行器提供红外隐身设计参考外,还可用于攻防对抗仿真中红外隐身目标特性的模拟。     

光子晶体结构贴片天线研究

采用时域有限差分法(FDTD)研究光子晶体带隙结构(PBG)对贴片天线性能的影响,设计了一种基于光子晶体结构的贴片天线,通过仿真,与普通贴片天线进行了对比.结果表明,通过添加光子晶体结构能提高天线增益.     

复周期结构光子晶体波长可调谐滤波器的研究

提出一种新型的光子晶体波长可调滤波器,其结构是以液晶作为缺陷物质,引入到由三种折射率不同的介质周期排列构成的一维光子晶体中去.运用传输矩阵法和液晶的琼斯矩阵得出了晶体的光谱透过率公式,综合分析了液晶的双折射性、液晶厚度、复周期光子晶体周期数及相邻介质厚度增量等参数对波长可调谐滤波器的滤波性能的影响.结果表明,所设计的光可调滤波器的中心波长可随缺陷层相邻介质厚度增量在1550 nm、1330nm等位置灵活可调,且具有30nm以上的调谐范围.     

一种Sagnac干涉仪结构的光子晶体光纤温度传感器

采用Sagnac干涉仪结构,设计了一种高双折射光子晶体光纤环镜温度传感器。光子晶体光纤温度稳定性好,通过向高双折射光子晶体光纤空气孔填充热光系数高的液体材料乙醇,从而实现温度传感的目的。采用平面波展开法,分析了高双折射光子晶体光纤的双折射与传输波长和温度的关系。理论分析表明,填充乙醇后,高双折射光子晶体光纤的双折射随着传输波长和温度的增加而增加,且双折射与温度成线性关系。实验中将一段填充乙醇的高双折射光子晶体光纤与3 dB耦合器熔接制作成Sagnac干涉仪结构的光纤环镜,当温度从 45 ℃升至80 ℃时,光谱仪上观察到凹点λi向短波方向漂移了309.280 nm,温度灵敏度高达8.837 nm/℃。     

SOI基光子晶体光波导

光子晶体光波导由于其优越的光子局域化性能,因此可以实现任意的弯曲,从而大大减小了集成光路的体积.特别是以SOI材料为基础的光子晶体光波导以其小型化、低损耗的优势而备受人们的关注.介绍了几种类型的SOI基光子晶体光波导,并探索了其潜在的应用前景.     

一维三元光子晶体的偏振滤波特性研究

设计了一维三元对称光子晶体结构,用传输矩阵法对其偏振滤波特性进行了研究。结果表明,入射角、介质厚度增大,两偏振波的禁带和共振模的分离度变大。周期数目N增大,对两偏振波的共振模的分离度影响最明显。晶体结构对称度的改变,对两种波的禁带和共振模的分离度影响不大。     

二维五筒型光子晶体结构的提出

设计了一种二维五筒型晶格光子晶体的结构,利用PWE方法计算并仿真了该结构的能带分布,分析出了其带隙分布与介质柱介电常数和占空比的关系,总结出了能带与两者之间的变化规律.通过与方形、三角和六角晶格结构的能带分布比较,得到了四种晶格具有最大完全带隙时的参数,发现五筒型光子晶体结构具有最大的完全带隙,为进一步光子晶体的实验制...     

具有奇数通道滤波功能的光子晶体量子阱结构研究

选择适当的结构参数,用传输矩阵法计算模拟光子晶体(AB)m(CD)n(BA)m模型的透射谱,在归一化中心频率1.0（ωa/2πc）处,当光子晶体(CD)n的导带处于光子晶体(AB)m(BA)m的禁带中,且两者均以中心频率处为对称中心时,构成镜像对称的光子晶体量子阱结构。在光量子阱透射谱的中心频率处及对称的两侧,分布着具有规律的奇数局域共振峰,出现明显的量子化效应,透过峰数目和位置都可以通过光子晶体(CD)n的重复周期数n来调节,这一现象可用于设计可调性奇数通道滤波器。     

一维圆柱光子晶体波导中的光场分布

利用特征矩阵的方法,推导出TE波在一维光子晶体中光场的分布公式,研究了一维圆柱光子晶体波导内部各模式光的场分布特征。禁带中各模式的光场随传播深度的增加而迅速衰减。导带中各模式的光场不随传播深度的增加而衰减。这些特征的获得深化了对一维圆柱光子晶体波导中模式禁带和导带的形成的认识。     

色散对一维光子晶体能带中光场的影响

利用特征矩阵的方法推导出光在一维光子晶体中光场的分布公式,利用光场的分布公式和材料色散公式研究了材料色散对一维光子晶体内部光场分布的影响。研究表明:对于禁带,材料色散对一维光子晶体内部光场的分布不会产生明显影响;对于导带,材料色散对一维光子晶体内部光场的分布会产生明显的影响。这些规律的获得加深了对一维光子晶体性质的认识。     

用博奇编码的方法制作缺陷结构和复式结构的二维光子晶体

提出了一种利用计算机产生和再现具有缺陷结构和复式结构的二维光子晶体的菲涅尔全息图的数字方法。采用博奇编码方法，应用C语言和Matlab语言的混合编程下实现全息图的制作，并直接应用数字滤波技术消除了虚象和零级象，模拟再现出实象。     

基于光子晶体的波分复用器件

光子晶体由于具有能控制光的传播、体积小、性能稳定、不受外界电磁干扰、易于集成等优点而越来越受到人们的关注,并且成为当前国际研究前沿中几个最受重视的热点之一。基于光子晶体的波分复用器件,由于其结合了光子晶体的优点和波分复用系统的技术优势,应用前景十分广阔。从该角度出发,详细介绍了基于光子晶体的波分复用器件的工作原理、特性和目前的研究现状。     

基于谐振耦合原理的光子晶体光纤偏振器件

提出了一种基于高双折射光子晶体光纤(PCF)的偏振器件。通过引入包层缺陷结构,利用谐振耦合原理,实现在1250~1850 nm波长范围内获得具有单一偏振模式的光子晶体光纤偏振器件,并且实现了在该波长范围内23~250 dB的消光比。     

一种基于缺陷光子晶体的解复用器

在二维正方晶格光子晶体的基础上,构建了一种晶格常数渐变的变晶格结构,设置线缺陷形成主波导和多个耦合波导以及相应的耦合点缺陷(微腔),利用该缺陷态结构实现了六信道波分解复用器.采用时域有限差分法研究了微腔的谐振特性及主波导和各耦合波导的传输特性.计算结果表明:点缺陷共振模可以实现几乎连续的变化,有相近的强度,缺陷峰线宽均约为0.01μm左右;六信道的中心波长在2.667μm～2.802μm之间,信道间隔平均值小于0.025μm.     

基于光子晶体光纤的光学传感

光子晶体光纤(PCFs)的应用在很多方面改善了传统光纤传感器的性能.基于 PCFs的光纤传感器对应力和液体折射率具有较高的传感精度以及更好的温度特性,并且可以灵活引入各种耦合结构单元组成干涉仪,介绍了基于光纤布拉格光栅(FBG)、长周期光栅(LPG)和干涉仪的PCFs传感器的基本构造、工作原理和最新的研究进展.     

一种新型可调谐光子晶体滤波器的理论研究

建立了可调谐光子晶体滤波器的设计标准,作为设计的依据.通过数值计算和理论分析,得出了一维掺杂光子晶体的缺陷模随杂质光学厚度L和光子晶体折射率n2的变化特征.设计出的可调谐一维光子晶体滤波器在理论上能很好地满足设计标准,滤波通道的半高宽(FWHM)可调范围在1～4 nm间,波长λ可调范围达300 nm,透射率峰值大于0.95.