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1.
用一维光子带隙结构增强硫化镉双光子吸收研究 总被引:2,自引:2,他引:0
用真空镀膜方法制备了含有单个CdS缺陷层的具有不同周期和结构参量的TiO2/SiO2一维光子晶体。用抽运一探测技术研究了CdS缺陷层的双光子吸收(TPA)现象。实验结果表明:一维光子晶体中CdS缺陷层的双光子吸收显著增强。不同周期和结构参量的一维光子晶体中CdS缺陷层的双光子吸收系数不同。双光子吸收的增强来源于由光局域化导致的缺陷层的电场强度的增加。缺陷层电场强度与一维光子晶体的结构有关,如周期,光子带隙的位置与宽度及缺陷模式等因素都会影响缺陷层电场强度。采用四分之一波长的高低折射率介质层和与入射波长匹配的缺陷模可以得到最大的缺陷层电场强度。 相似文献
2.
基于光子晶体技术在一维光子晶体带隙内引入缺陷态模式,并对激光器谐振腔内部电磁场分布和共振波长进行调制,从而将单一波长分裂为双波长输出.最终制备出了一种新的具有双波长光谱输出特性的垂直腔面发射激光器,缺陷层为Al0.8Ga0.2As材料,厚度为5λ/4.所得到的双波长输出光谱具有低吸收损耗、输出波长容易控制及同方向垂直输出特性.同时,通过调整一维光子晶体的折射率差和缺陷层厚度可以有效调谐双波长的间距及输出波段.所设计的双波长垂直腔面发射激光器结构同样
关键词:
垂直腔面发射激光器
光子带隙
双波长 相似文献
3.
采用Si和SiO2两种介质材料构造一维缺陷光子晶体,缺陷层介质为Si,利用传输矩阵法对带有缺陷的一维光子晶体的传光特性进行了理论分析,并得到其带隙特性.由于缺陷的存在,使得光子晶体的透射谱中产生缺陷峰.当被测温度变化时,根据两种介质的热光效应和热膨胀效应,光子晶体介质和缺陷层的光学厚度和折射率发生变化,透射谱缺陷峰产生漂移,由缺陷峰的中心波长漂移量得到被测温度的大小.构建了一维缺陷光子晶体测量温度的实验系统,实验结果表明缺陷峰中心波长与光子晶体所受的温度呈线性关系,测量灵敏度为0—2
关键词:
温度测量
一维光子晶体
传输矩阵法
缺陷峰 相似文献
4.
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
5.
利用传输矩阵法对含有缺陷层光子晶体缺陷模的透射率进行计算,主要讨论了材料的吸收效应对光子晶体温感特性的影响。以波长为800 nm处缺陷态的透射峰作为研究对象,通过MATLAB数学软件数值模拟仿真发现:随着温度逐渐增加,缺陷模的透射率随之减小,说明光子晶体对温度变化有一定的灵敏度;介质材料的吸收效应会使透射峰随温度变化的速度减小,即光子晶体的缺陷模对温度变化的灵敏度减小;介质材料的消光系数越大,光子晶体的缺陷模对温度变化的灵敏度则越小。 相似文献
6.
光子晶体多通道可调谐偏振滤波器的理论研究 总被引:7,自引:4,他引:3
通过对设计的一维掺杂光子晶体的数值计算和理论分析,得出了两个偏振态缺陷模透射峰的变化特征为:P-偏振波其缺陷模透射峰在入射角大于0.75(rad)范围内有多条明显的缺陷模透射峰带,而S-偏振波在入射角大于0.75 (rad) 范围内没有缺陷模透射峰;P-偏振波缺陷模在同一杂质光学厚度可以截到多个波长不同的透射峰.以此为基础设计出滤波通道波长可调范围大于60 nm 、滤波通道的半高宽可调范围在1~5 nm、滤波通道透射峰值大于0.98的一维光子晶体三通道可调谐偏振滤波器. 相似文献
7.
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
8.
9.
一维新型阶梯函数光子晶体透射特性 总被引:1,自引:1,他引:0
研究了阶梯型折射率n22、n11(阶梯分布高度)的大小、对应的分布厚度、不同入射角以及缺陷模对阶梯函数型光子晶体透射特性的影响.由费马原理给出光在函数光子晶体中的运动方程,再由电磁传播理论给出函数光子晶体的传输矩阵,进一步推导出函数光子晶体的透射率以及电场分布的表达式.研究表明,1)随n22,n11大小或者厚度改变,其禁带变宽;2)随光的入射角增加,其禁带变窄;3)当加入缺陷层时,随着缺陷层介质折射率增加,缺陷模强度减小且位置发生红移;4)在函数光子晶体中,缺陷层前电场分布保持不变,而在缺陷层处以及之后的电场强度都明显增强,这不同于常规光子晶体的电场分布仅在缺陷层处局域增强. 相似文献
10.
通过构造含石墨烯缺陷光子晶体结构模型(ACGK1CB)NCGKC(BCGK2CA)M,利用传输矩阵法理论和计算机模拟仿真的方式,研究了石墨烯缺陷对光子晶体光吸收特性的调制作用。当光子晶体中引入石墨烯缺陷后,光子晶体的光吸收率增强,并出现明显的窄带吸收峰。随着周期数M或K2增大,光子晶体的光吸收率增强,当M=6时吸收率达到96.55%,当K2=4时吸收率达到43.30%,而且吸收峰随M增大向短波方向移动,但随K2增大向长波方向移动。随着周期数K增大,光子晶体的光吸收率先增大到极大值后再减弱,且吸收峰向短波方向移动。随着A介质层(硅单质)厚度dA的增大,光子晶体的光吸收率增强,当dA=178.25 nm时吸收率达到48.54%,且吸收峰向长波方向移动;随着B、C介质层(分别为四氯化碳和砷化镓)厚度dB、dC增大,光子晶体的光吸收率... 相似文献
11.
G. H. Ma J. Shen K. Rajiv S. H. Tang Z. J. Zhang Z. Y. Hua 《Applied physics. B, Lasers and optics》2005,80(3):359-363
One-dimensional photonic crystals with a defect layer of CdS were fabricated. The observed enhancement of two-photon absorption (TPA) in the CdS layer can be attributed to the intensified optical field confined within the defect layer of the photonic crystal. The results show that the enhancement of TPA coefficient depends basically on the number of periods of the photonic crystal and the defect mode position in the photonic band gap. The observation agrees qualitatively with the expectations of a computation by matrix transfer formulation. 相似文献
12.
Defect-mode dependence of two-photon-absorption enhancement in a one-dimensional photonic bandgap structure 总被引:1,自引:0,他引:1
A one-dimensional photonic crystal containing a single CdS defect layer of various thicknesses was fabricated. The dependence of the two-photon-absorption (TPA) coefficient on the defect mode was investigated by use of a femtosecond pump-probe method. Experimental results show that the TPA coefficient of the CdS defect layer depends strongly on the defect mode in the photonic bandgap. This is consistent with the predicted dependence of light intensity within the defect layer. 相似文献
13.
利用皮秒Nd:YAG脉冲激光器作为激发光源,测量出光子能量介于1.36 μm (0.912 eV)—1.80 μm (0.689 eV)之间的硅间接跃迁双光子吸收系数谱.尽管此波段范围内的激光光子能量小于硅间接带隙,但当激光辐照在硅基光电二极管受光面时,在二极管两电极端仍然探测到了显著的脉冲光伏信号.光伏信号峰值强度与入射光强呈二次幂函数关系,表明其是双光子吸收过程.采用pn结等效结电容充放电模型,将光伏响应信号峰值与入射光强相关联,从中提取出硅的间接跃迁双光子吸收系数,改变入射波长得到系数谱.研究表明: 相似文献
14.
《Current Applied Physics》2010,10(5):1290-1296
A chalcone single crystal, 1-(4-chlorophenyl)-3-(4-methoxyphenyl)prop-2-en-1-one that is transparent over the visible to infrared region is introduced as a new potential material to third-order nonlinear optical applications. The crystal exhibits ultrafast optical response (≤90 fs) and large optical nonlinearity in the wavelength range 800–1200 nm. A very large effective two-photon absorption coefficient βeff exceeding 120 cm/GW can be obtained with this chalcone crystal, at a low intensity threshold of 41 MW/cm2. The mechanism of nonlinear absorption at different levels of intensity has been discussed. The crystal shows no damage against the laser pulse intensity as high as 8 GW/cm2. We discuss the molecular and crystal designing of chalcones with large and ultrafast optical nonlinearity combined with low optical cut-off (<450 nm). 相似文献
15.
Femtosecond pump pulses are strongly attenuated in lithium niobate owing to two-photon absorption; the relevant nonlinear coefficient beta(p) ranges from approximately 3.5 cm/GW for lambda(p) = 388 nm to approximately 0.1 cm/GW for 514 nm. In collinear pump-probe experiments the probe transmission at the double pump wavelength 2lambda(p) = 776 nm is controlled by two different processes: A direct absorption process involving pump and probe photons (beta (r) = 0.9 cm/GW) leads to a pronounced short-duration transmission dip, whereas the probe absorption by pump-excited charge carriers results in a long-duration plateau. Coherent pump-probe interactions are of no importance. Hot-carrier relaxation occurs on the time scale of < or approximately equal to 0.1 ps. 相似文献
16.
基于飞秒激发Z扫描实验技术,研究了氮化镓薄膜和不同铝掺杂含量的掺铝氮化镓(以下简称铝镓氮)薄膜的超快非线性光学响应特性。在开孔Z-scan测试中,纯Ga N晶体薄膜表现出典型的双光子吸收特性,双光子吸收系数为3.5 cm/GW,且随着激发光强的增大而逐渐减小。随后测试了不同铝掺杂含量的Al_xGa_(1-x)N薄膜的非线性吸收系数。结果表明,随着铝掺杂摩尔分数的提高(0,19%,32%,42%),非线性吸收系数逐渐减小(18,10,6,5.6 cm/GW)。结合半导体非线性吸收理论分析,Al_xGa_(1-x)N薄膜材料的非线性过程主要是双光子吸收主导非线性响应物理过程。实验结果与半导体双光子吸收过程Sheik-Bahae理论符合得很好。 相似文献
17.
本文利用单光束透过率法研究了溶胶CdS毫微晶的双光子吸收。对于毫微晶尺寸为5.5~11.0nm的样品,测得其在波长510.6nm时的双光子吸收系数为1.31~5.24/GW,并由此得到相应的x~(3)为2.8×10~(-12)~1.1×10~(-11)esu。文中还从理论上分析了CdS溶胶的双光子吸收与毫微晶尺寸的关系,理论计算与实验结果基本符合。 相似文献
18.
Transmission characteristics of nonlinear one dimensional photonic crystal with a defect have been studied. GaAs/Si multilayer structure with a single defect has been simulated using transfer matrix method. In this study refractive indices of both layers have been taken to be dependent on intensity and wavelength simultaneously. It is found that central wavelength of defect mode change with intensity of wave. Average change in central wavelength of defect mode is 0.02 nm/(1 GW/cm2). This property can be exploited in the design of a single channel tunable wavelength division demultiplexer for optical communication. 相似文献