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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 140 毫秒
1.
二维光子晶体分束器和偏转器   总被引:4,自引:0,他引:4  
针对二维光子晶体在光束调整和光束偏转中的应用,采用平面波展开法、二维有限时域差分法和完全匹配层吸收边界条件,从理论上研究了二维方形光子晶体结构中TM模式的自准直现象.通过分析光子晶体的能带结构和等频图,基于二维光子晶体的自准直效应和光子带隙,对光波在二维光子晶体中的传播特性进行了讨论.数值计算表明,通过在合适的方向引入不同的线缺陷,可以实现自准直光束的1×2和1×3分束以及光束偏转.最后讨论了透射光束和偏转光束的能量随线缺陷半径的变化关系.所设计的器件极大地扩展了光子晶体在高密度光学集成电路中的应用.  相似文献   

2.
 利用正方格2维光子晶体设计了带有环形谐振器的1×2光子晶体功率分配器结构,该结构具有1个输入端口和2个输出端口。采用时域有限差分法研究了该功率分配器对电磁波的传输性能,结果表明:其结构在第三通信窗口(1 550 nm波长)实现了电磁波的高效传输,同时具有优良的电磁波通频带功率二等均分性,以及电磁波传输转向设计灵活、损耗低、结构紧凑等优点。  相似文献   

3.
唐发林  刘桂强  黎磊  龚丽霞  陈元浩  黄宽 《光子学报》2014,41(12):1470-1473
为了实现结构紧凑、高透射率的解波分复用功能,在二维三角晶格光子晶体平板上设计了一个ψ形的三通道解波分复用器.通过在该光子晶体结构中引入合适的线缺陷和点缺陷,使得在光子禁带中出现了局域缺陷态.利用该缺陷态模式,可以控制波的传播和耦合,从而实现解波分复用的功能.通过用平面波扩展法和时域有限差分法对此解波分复用器进行了能带和传输特性分析,找到了具有合适缺陷态频率的光子晶体结构参量,实现了透过率高达80%的解波分复用功能.  相似文献   

4.
钟琪  韩奎  沈晓鹏  童星  吴琼华  李明雪  吴玉喜 《物理学报》2010,59(10):7060-7065
通过等频图分析并结合时域有限差分法法模拟, 在Archimedes 32,4,3,4结构排列的二维光子晶体中同一频率下同时实现了电磁波两种偏振态的自准直. 研究发现,在该结构光子晶体中引入缺陷,当线缺陷宽度改变时, TE和TM两种偏振态光束的分束效果将会随之变化.由此通过控制缺陷宽度,分别实现了两种偏振态光束的50% ∶50%分束以及90°大角度光折弯,分束和折弯的效率都较为理想,为未来设计基于光子晶体的新型光子学器件提供了一种新的思路.  相似文献   

5.
 设计了一种通过改变缺陷介质折射率实现能带特性改变的可调谐2维光子晶体激光器微腔,在光子晶体中引入点缺陷磷酸氧钛钾(KTP),在KTP两端施加交流电场控制KTP晶体折射率变化。实验过程中观察到了正方排列的光子晶体随着KTP 晶体折射率逐渐增大,晶体禁带数量减少,且向归一化频率小的方向移动,禁带宽度基本不变;而三角排列的晶格能带随着KTP折射率增大,禁带逐渐变窄,且有向低频方向移动的趋势。用平面波展开法分析了晶体的能带结构,得到理上的描述。  相似文献   

6.
为了实现结构紧凑、高透射率的解波分复用功能,在二维三角晶格光子晶体平板上设计了一个φ形的三通道解波分复用器,通过在该光子晶体结构引入合适的线缺陷和点缺陷,使得在光子禁带中出现了局域缺陷态,利用该缺陷态模式,可以控制波的传播和耦合,从而实现解波分复用的功能,通过用平面波扩展法和时域有限差分法对此解波分复用器进行了能带和传输特性分析,找到了具有合适缺陷志频率的光子晶体结构参量,实现了透过率高达80%的解波分复用功能.  相似文献   

7.
镧系氧化物光子晶体自组装与自发辐射调制   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
宋宏伟 《发光学报》2013,34(1):1-11
光子晶体是介电常数(折射率)随光波长大小周期性巨大变化的人工晶体。光子晶体的诞生使人类操控光子由梦想成为现实。光子晶体结构对置于光子晶体中的荧光客体自发辐射速率和荧光强度具有重要的调制作用。与半导体晶格对电子波函数的调制相类似,光子带隙材料能够调制具有相应波长的电磁波——当电磁波在光子带隙材料中传播时,由于存在布拉格散射而受到调制,电磁波能量形成能带结构。能带与能带之间出现带隙,即光子带隙。所具能量处在光子带隙内的光子,不能进入该晶体。本文将在综述这一领域国际上的重要研究进展基础上,重点介绍本课题组在镧系氧化物三维晶体的自组装与光子带隙对稀土离子自发辐射调制方面的研究成果。  相似文献   

8.
以二维三角晶格光子晶体为研究对象,在该光子晶体中引入两行以一行耦合介质柱为间距的平行单模线缺陷波导.通过分析和研究光子晶体波导耦合结构的耦合和解耦合特性,发现在不同频率下耦合波导的耦合长度不同.利用平面波展开法和定向耦合原理计算了在不同入射光频率下,缺陷波导间耦合波导的耦合长度,设计了一种新型超微光子晶体波导耦合型三波长功分器,实现了归一化频率分别为0.369、0.394、0.435的光波的分束效果.采用时域有限差分法验证了该功分器具有很好的功率分配效果.本文结果有助于光子晶体新型滤波器、定向耦合器、波分复用器、偏振光分束器以及光开关等光子器件的研究.  相似文献   

9.
光子晶体器件在高密度集成光通信中有广泛的应用,为解决光子晶体波导出射光场的空间控制,采用时域有限差分法分析光子晶体波导结构的缺陷传播特性,提出基于点缺陷优化波导结构,通过在波导出射口两侧加上点缺陷,出射光方向性有显著提高,实现三点光源干涉系统的光集束。模拟结果表明缺陷态越靠近能带结构中央,共振腔的耦合效率越高;相反,缺陷态越靠近能带结构边缘位置,则共振腔耦合效率越低,因此,选取禁带区域四分之一处对应的点缺陷,可以有效实现波导出射的光集束。  相似文献   

10.
等离子体光子晶体   总被引:10,自引:2,他引:8  
提出了等离子体光子晶体的概念,研究了电磁波在等离子体光子晶体中的传播规律。从得到的色散曲线看到等离子体光子晶体具有光子能带和能隙结构。数值计算发现,等离子体光子晶体对色散有很大的影响。  相似文献   

11.
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   

12.
In this paper, we investigate coupling of light to slow modes in a photonic crystal power splitter composed of a Y-junction and two 60° bends. First, a combination of two cascaded bends which is commonly used in integrated photonic crystal circuits is studied in slow light frequency regime. We propose a structure that its transmission spectrum covers the high group-index frequencies near the band edge. Also, by structural modifications, high transmission near to 95% is achieved in slow light bandwidth. Next, we study the complete structure of a photonic crystal power splitter with parallel outputs based on a Y-junction integrated with two 60° bends. Using modified bends and reducing sharpness of Y-junction, the efficiency of splitting increases in both high and low group-index frequency bands. The optimized structure has an average efficiency of 82% in slow mode regime. This structure can be used in photonic crystal based slow light devices, such as Mach-Zehnder interferometers.  相似文献   

13.
梁馨元  陈笑  王义全  冯帅  杨国建  陈胥冲 《光学学报》2013,33(1):116002-168
采用时域有限差分法研究了二维八重准晶有机光子晶体的光传输特性,重点分析了光束在聚苯乙烯空气柱平板结构和聚苯乙烯介质柱结构中的透射特性与光局域特性。研究结果表明,即使在低折射率对比度的情况下,两种完整八重准晶平板结构中均出现了可见光波段的光子带隙和本征模,且光子带隙中心位置随着平板厚度的增大而红移。当在两种准晶结构中引入缺陷微腔时,带隙内的缺陷模产生位置和波长红移特性随着微腔结构的变化规律明显不同,这种差异性是由两种物理机制(即光子晶体缺陷能级变化与微腔所支持的驻波条件)共同作用的结果。这一研究结果将为实验制备有机准晶发光器件提供一定的理论基础。  相似文献   

14.
The plane-wave expansion method is used to calculate photonic band gaps for two structures with hollow anisotropic tellurium (Te) rods. Both structures are found to have absolute band gaps at the low- and high-frequency regions. Compared with the photonic crystal with solid Te rods, the photonic crystal with hollow Te rods has a large absolute band gap at the high-frequency region: for the triangular lattice of oval hollow Te rods, there is an absolute band gap of 0.058we (we=2πc/a), and for the square lattice of square hollow Te rods, there is an absolute band gap of 0.056we.  相似文献   

15.
Absolute band gaps of a two-dimensional triangular-lattice photonic crystal are calculated with the finite-difference time-domain method in this paper.Through calculating the photonic band structures of the triangular-lattice photonic crystal consisting of Ge rods immersed in air with different shapes,it is found that a large absolute band gap of 0.098 (2c/a) can be obtained for the structures with hollow triangular Ge rods immersed in air,corresponding to 19.8% of the middle frequency.The influence of the different factors on the width of the absolute band gaps is also discussed.  相似文献   

16.
We demonstrate a single-exposure holographic fabrication of two-dimensional photonic crystal with round- cornered triangular 'atoms' arranged in a triangular lattice. Simulation results show that double absolute photonic band gaps exist in this structure. Our experimental results show that holographic lithography can be used to fabricate photonic crystals not only with various lattice structures but also with various kinds of structures of the atoms, to obtain absolute band gaps or a particular band gap structure. Furthermore, the single-exposure holographic method not only makes the fabrication process simple and convenient but also makes the structures of the atoms more perfect.  相似文献   

17.
We theoretically study the effect of the dielectric background in two-dimensional metallo-dielectric photonic crystals. The metallo-dielectric photonic crystal consists of a square lattice of circular metallic rods embedded into a dielectric background. We calculate the photonic band structure by means of the plane wave method and the frequency-dependent finite-difference time-domain method. The transfer matrix method is used to obtain the reflectivity characteristics. Results show that the band structures shift toward lower frequencies and become flatter when the background dielectric constant increases. In addition, degeneracy can be broken and new gaps can be created in function of the dielectric background. We also found that the relative band gap width Δω/ωg grows with increasing background dielectric constant and widths as large as 42.3% and 13.8% for the second and third band gaps can be achieved for εb = 9. We have investigated the origin of the new gap in these structures by studying the electric-field distribution at the band edges for the first five modes.  相似文献   

18.
应用复平面波展开法对一维光子晶体的光子带隙, 透射特性进行了分析. 通过对色散关系和透射系数的数值计算发现一维光子晶体周期结构个数以及折射率分布对光学晶体透射系数以及光子带隙的影响. 对于含有整数个周期结构的光子晶体有共振点出现在光子帯隙外的频率范围内, 共振点的个数比周期结构个数少1. 带隙倾斜斜率等于折射率的比值. 折射率比值越大, 带隙的范围越大.  相似文献   

19.
用有限差分法计算了由金属棒分别按方形和三角形晶格分布的二维光子晶体的色散曲线, 得出了带隙图.计算结果表明: 对于三角形晶格, 当金属棒半径和棒间距比值小于0.2时, 由该种光子晶体构成的微波加速结构可约束主模、抑制高次模; 用Microwave Studio软件模拟计算了三角形晶格分布的二维光子晶体加速结构, 研究了新加速结构的RF参数与结构尺寸的关系, 优化出一组RF频率为9.37GHz时此种加速腔的结构尺寸, 计算还表明该种新加速结构具有较高的分路阻抗和品质因数.  相似文献   

20.
Block copolymers (BCPs), which self-organize into ordered 1-, 2- and 3-dimensional periodic equilibrium structures, can exhibit photonic band gaps (PBGs). In this paper, cylinder microdomain nanoporous films are proposed to be treated as a new kind of 2-dimensional BCP based photonic crystal. The minor component of the nanoporous films has been removed chemically with only pores left in order to enhance their dielectric constant contrast, which provides a new solution to achieve necessary PBG properties with BCPs. The finite-difference time-domain (FDTD) method is used to investigate band features of this kind of photonic crystal theoretically. It is noted that the complete band gaps for the H polarization are obtained, although for the E polarization only the incomplete gaps exist. In addition, the gap map of the PBG materials is presented and its characteristics are analyzed. PACS 42.70.Qs; 42.70.Jk; 42.25.Bs  相似文献   

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