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二维点缺陷正方光子晶体的微腔结构 被引量:13
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作者 陈松 王维彪 +4 位作者 梁静秋 夏玉学 雷达 曾乐勇 陈明 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期7-12,共6页
通过平面波展开法对由Al2O3介质棒在空气背景介质中构成含有点缺陷的二维正方光子晶体微腔结构进行研究,计算得出缺陷态能带以及缺陷态模场分布。缺陷模对应的电磁波波长为470—476nm。对该微腔结构的品质因数的求解,得出缺陷态光谱... 通过平面波展开法对由Al2O3介质棒在空气背景介质中构成含有点缺陷的二维正方光子晶体微腔结构进行研究,计算得出缺陷态能带以及缺陷态模场分布。缺陷模对应的电磁波波长为470—476nm。对该微腔结构的品质因数的求解,得出缺陷态光谱曲线。在光谱曲线中,随着传输波长的增大,将产生几个峰值,并且在475nm处的波动最为明显,反映出在475nm附近的电磁波段在缺陷处的光强较大。进一步利用全矢量等效折射率法研究该结构缺陷模频率的稳定性,得出等效折射率的变化曲线。从等效折射率变化曲线可以看出,当传输波长达到475nm时,该结构已经达到稳定传输的区域。含缺陷模的二维光子晶体微腔结构在光子晶体发光二极管以及高阈值半导体激光器等方面有着重要的应用价值。 展开更多
关键词 光子晶体 点缺陷 光子晶体 等效折射率
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光子晶体二元缺陷微腔的光传输特性 被引量:11
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作者 苏安 王高峰 +2 位作者 蒙成举 唐秀福 高英俊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期116-122,共7页
构造和研究了光子晶体插入式二元缺陷和替代式二元缺陷微腔的光学传输特性,结果表明:随着二元缺陷自身周期数增大,微腔透射谱中分立缺陷模的数目增加,且替代式二元缺陷微腔分立缺陷模多于插入式二元缺陷微腔;随着缺陷高折射率介质厚度... 构造和研究了光子晶体插入式二元缺陷和替代式二元缺陷微腔的光学传输特性,结果表明:随着二元缺陷自身周期数增大,微腔透射谱中分立缺陷模的数目增加,且替代式二元缺陷微腔分立缺陷模多于插入式二元缺陷微腔;随着缺陷高折射率介质厚度的增大,二元缺陷微腔的缺陷模向中间靠拢呈现简并趋势,同时禁带两侧出现多组双缺陷模,且高频一侧出现双缺陷模多于低频一侧,但替代式二元缺陷微腔出现的双缺陷模数目多于插入式二元缺陷微腔;随着缺陷低折射率介质厚度增大,插入式二元缺陷微腔的缺陷模向低频方向移动同时呈现耦合分开趋势,且透射率逐渐降低,而替代式二元缺陷微腔的缺陷模则向中间靠拢呈现简并趋势,同时缺陷模整体向高频方向缓慢移动,而透射率保持100%不变。光子晶体二元缺陷微腔的光传输特性为光学滤波器、光学开关和激光器等的设计提供了参考。 展开更多
关键词 光开关 滤波 二元缺陷 光子晶体
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液晶调制光子晶体微腔光衰减器 被引量:10
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作者 周建伟 梁静秋 +1 位作者 梁中翥 王维彪 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期245-250,共6页
设计了一种二维液晶调制光子晶体微腔光衰减器。两条二维三角晶格空气孔光子晶体波导由一个光子晶体微腔连接,在微腔的点缺陷中填充苯乙炔类液晶。通过施加不同电压,电场诱导液晶取向以改变液晶的折射率,从而改变光子晶体微腔的谐振波长... 设计了一种二维液晶调制光子晶体微腔光衰减器。两条二维三角晶格空气孔光子晶体波导由一个光子晶体微腔连接,在微腔的点缺陷中填充苯乙炔类液晶。通过施加不同电压,电场诱导液晶取向以改变液晶的折射率,从而改变光子晶体微腔的谐振波长,进而实现光传播强度调节。运用时域有限差分方法和平面波展开法分析了二维液晶调制光子晶体微腔光衰减器的光学特性。数值计算结果表明:对于1.55μm通信波段,通过外界电场控制所填充的向列相液晶的方向可以对这种二维液晶调制光子晶体微腔光衰减器实现3.40%~99.58%的可调谐光输出。 展开更多
关键词 二维光子晶体 波导 时域有限差分(FDTD) 液晶
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偶极子位置及偏振对激发光子晶体H1微腔的影响 被引量:6
4
作者 赵彦辉 钱琛江 +3 位作者 唐静 孙悦 彭凯 许秀来 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第13期147-153,共7页
光子晶体微腔和量子点的集成是实现量子信息处理非常具有潜力的平台之一,利用微腔和量子点的耦合可以制备纠缠光子对,实现对量子态的操控.因为光子晶体微腔具有品质因子高、模场体积小等优点,可以极大地增强光与物质之间的相互作用,从... 光子晶体微腔和量子点的集成是实现量子信息处理非常具有潜力的平台之一,利用微腔和量子点的耦合可以制备纠缠光子对,实现对量子态的操控.因为光子晶体微腔具有品质因子高、模场体积小等优点,可以极大地增强光与物质之间的相互作用,从而易于实现量子态在不同物理体系之间的转换.通过单量子点和光子晶体H1微腔的耦合可以产生纠缠光子对,因为H1微腔具有简并的、模式偏振正交的基态模式.通常微腔模式的激发随着量子点在微腔中的位置变化而改变,本文用时域有限差分方法研究了偶极子光源的位置及偏振对激发光子晶体H1微腔模式的影响.结果表明:通过改变偶极子光源位置可以选择性地激发H1微腔简并模式中的一个;具有某一偏振的偶极子光源只能激发相应偏振的微腔模式;模式激发强度的大小也是由偶极子光源在微腔中的位置决定的.鉴于目前量子点在微腔中的位置尚不能精确控制,所以微腔模式受激发光源位置的影响的研究具有重要意义. 展开更多
关键词 光子晶体 时域有限差分方法 量子点 量子电动力学
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二维点缺陷三角晶格光子晶体的微腔结构 被引量:7
5
作者 黎根 刘正东 +1 位作者 赵顺才 郑军 《量子光学学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期114-118,共5页
通过平面波展开法对二维点缺陷三角晶格光子晶体的微腔结构进行研究,计算得出其色散图以及缺陷模分布。结果表明:缺陷模波长与微腔谐振波长基本吻合。利用FDTD模拟谐振波长波段的电磁波在光子晶体中传播的动态演化过程,并计算出局域模... 通过平面波展开法对二维点缺陷三角晶格光子晶体的微腔结构进行研究,计算得出其色散图以及缺陷模分布。结果表明:缺陷模波长与微腔谐振波长基本吻合。利用FDTD模拟谐振波长波段的电磁波在光子晶体中传播的动态演化过程,并计算出局域模的空间分布图。最后在有规律地改变缺陷周围介质柱半径的情况下实现谐振中心波长的可调性。 展开更多
关键词 光子晶体 点缺陷 光子晶体 时域有限差分法
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光子晶体的微腔特性 被引量:4
6
作者 赵致民 许兴胜 +2 位作者 李芳 刘育梁 陈弘达 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1034-1037,共4页
为了设计一种高品质因子的光子晶体微腔和研究单缺陷光子晶体微腔谐振模波长随晶格常数的变化规律,使用时域有限差分法(differencetime domainmethod)和基于Baker算法的Pad啨近似方法计算了半导体材料上空气孔阵列光子晶体微腔的谐振模... 为了设计一种高品质因子的光子晶体微腔和研究单缺陷光子晶体微腔谐振模波长随晶格常数的变化规律,使用时域有限差分法(differencetime domainmethod)和基于Baker算法的Pad啨近似方法计算了半导体材料上空气孔阵列光子晶体微腔的谐振模波长和品质因子.得到的新型光子晶体微腔的品质因子达246510,单缺陷光子晶体微腔模波长随晶格常数a和孔半径r的近似为线性变化关系:当孔半径r为一常数时,表现为晶格常数改变1nm,谐振波长变化约3nm,为实际制作光子晶体微腔激光器提供了理论指导. 展开更多
关键词 光子晶体 半导体激光器 时域有限差分法 品质因子
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一维光子晶体非线性微腔的缺陷模和双稳态 被引量:4
7
作者 王叶荟 唐丽 +1 位作者 倪重文 是度芳 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期462-464,468,共4页
为了了解一维光子晶体布喇格非线性微腔产生的缺陷模和双稳态特性,采用数值模拟和理论分析相结合的方法,研究了缺陷层厚度变化和布喇格镜准周期性对缺陷模和双稳态的影响。研究结果表明,缺陷层厚度增大和折射率递增时,均可使缺陷模向低... 为了了解一维光子晶体布喇格非线性微腔产生的缺陷模和双稳态特性,采用数值模拟和理论分析相结合的方法,研究了缺陷层厚度变化和布喇格镜准周期性对缺陷模和双稳态的影响。研究结果表明,缺陷层厚度增大和折射率递增时,均可使缺陷模向低频方向移动,即布喇格腔共振模红移,因此,只要较小的入射光强就可使腔共振模红移到入射光模而产生阈值较低的双稳态,数值计算与理论分析是一致的。这对光子晶体微腔的设计有一定的意义。 展开更多
关键词 量子光学 非线性布喇格 缺陷模 双稳态 光子晶体
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可调谐光子晶体微环腔型光分叉复用器的设计 被引量:3
8
作者 强则煊 邱怡申 +2 位作者 蒋俊贞 陈曦曜 白继博 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3088-3091,共4页
提出了一种基于二维光子晶体微环腔的新型光分叉复用器,并可以通过改变环区的硅介质柱的折射率实现波长调谐.运用经典的微环自由光谱范围FSR和微环半径R的关系,证实新型的光子晶体微环腔也满足该关系.利用二维时域有限差分法系统分析了... 提出了一种基于二维光子晶体微环腔的新型光分叉复用器,并可以通过改变环区的硅介质柱的折射率实现波长调谐.运用经典的微环自由光谱范围FSR和微环半径R的关系,证实新型的光子晶体微环腔也满足该关系.利用二维时域有限差分法系统分析了下路信号波长及相应效率随折射率的变化关系.结果表明,只需改变环区折射率0.005,下路波长就可以漂移1nm,而有效微环半径还不足1.4μm. 展开更多
关键词 光通信 光分叉复用器 光子晶体 时域有限差分
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光子晶体微腔研究进展 被引量:2
9
作者 李云辉 江海涛 +1 位作者 李宏强 张冶文 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期864-868,共5页
综述了最近光子晶体微腔研究方面的新进展,主要介绍了三种效果显著,代表性强的新方法:局域场微调法、辐射能量再循环法和模式匹配法.这些方法都能够显著地提高光子晶体微腔滤波器的品质因子,并对这一类型光子晶体器件的设计有相当的指... 综述了最近光子晶体微腔研究方面的新进展,主要介绍了三种效果显著,代表性强的新方法:局域场微调法、辐射能量再循环法和模式匹配法.这些方法都能够显著地提高光子晶体微腔滤波器的品质因子,并对这一类型光子晶体器件的设计有相当的指导意义. 展开更多
关键词 光子晶体 光子 品质因子
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一维三元光子晶体微腔中模式竞争特性的研究 被引量:2
10
作者 黎根 刘正东 +1 位作者 赵顺才 郑军 《量子光学学报》 CSCD 北大核心 2010年第4期294-299,共6页
用传输矩阵的方法研究了一维三元光子晶体带增益介质微腔的传输特性,结果显示透射谱有模式竞争的特性。发现透射主峰的中心波长和ZnO增益介质层厚度互相匹配。在其他参数合适的情况下,改变ZnO增益介质层厚度,透射主峰的中心波长也相应... 用传输矩阵的方法研究了一维三元光子晶体带增益介质微腔的传输特性,结果显示透射谱有模式竞争的特性。发现透射主峰的中心波长和ZnO增益介质层厚度互相匹配。在其他参数合适的情况下,改变ZnO增益介质层厚度,透射主峰的中心波长也相应改变。另外,增大光子晶体介质层数目或是增大泵浦光强度,模式竞争现象更加明显。 展开更多
关键词 一维三元光子晶体 模式竞争 传输矩阵法
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1维光子晶体微腔的光子局域特性分析 被引量:1
11
作者 钟远聪 欧阳征标 +3 位作者 王宏 王仲淳 刘宗平 吴志荣 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期127-129,133,共4页
为了研究光子晶体的光局域特性,采用传输矩阵法计算了1维缺陷光子晶体微腔中缺陷模的局域场强分布,建立了相对局域化长度的概念,它表征光子局域程度的强弱,局域化长度越小,光子局域程度越强,反之亦然。结果表明,缺陷层两侧排列为高折射... 为了研究光子晶体的光局域特性,采用传输矩阵法计算了1维缺陷光子晶体微腔中缺陷模的局域场强分布,建立了相对局域化长度的概念,它表征光子局域程度的强弱,局域化长度越小,光子局域程度越强,反之亦然。结果表明,缺陷层两侧排列为高折射率介质层的结构局域光的能力比两侧为低折射率介质层的强;考察前一种结构,且满足共振布喇格散射条件或共振米散射条件范围时,相对局域化长度可获得较小值。 展开更多
关键词 集成光学 光子晶体 光子局域 相对局域化长度
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微腔真空场对辐射过程的调控及应用(特邀)
12
作者 程晓天 汪玲芳 +5 位作者 于家望 丁舒宁 倪之博 王宏斌 周晓青 金潮渊 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期57-79,共23页
真空电磁模式与辐射源之间的相互耦合决定了辐射源的辐射特性。光学微腔能够对真空光子态密度进行有效调控,进而影响辐射源的辐射过程。微腔内真空电磁场的局域分布可以通过微纳结构来改变,从而调节辐射源与光子的相互作用,为微纳激光... 真空电磁模式与辐射源之间的相互耦合决定了辐射源的辐射特性。光学微腔能够对真空光子态密度进行有效调控,进而影响辐射源的辐射过程。微腔内真空电磁场的局域分布可以通过微纳结构来改变,从而调节辐射源与光子的相互作用,为微纳激光、量子光源、片上光学网络等应用领域提供新颖的功能性器件。然而,真空场的静态调控方法存在其固有限制,即一旦完成制备无法更改其性能,因此微腔光子器件迫切需要动态或者准动态的调控技术来实现相应的功能。本文综述了基于材料性质、环境参数和耦合效应的多种调控手段,以期实现对器件真空场分布的后端调控。总结了国内外在半导体微腔真空场调控方面的研究进展,并提出了未来的研究展望。主动后端调控手段有望在集成微纳光学和量子信息处理等领域得到广泛的应用。 展开更多
关键词 半导体 辐射过程 纳米光子学及光子晶体 半导体激光器件
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基于光子晶体微腔和光纤环形衰荡的微力传感器 被引量:2
13
作者 钱晓龙 张亚男 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期11-14,共4页
提出一种基于光子晶体微腔的高灵敏度的微力测量方法.首先,提出一种M型结构的梁作为传感探头,使系统在受到微力作用时,仅有光子晶体微腔的空气孔折射率发生变化而引起谐振波长的漂移,极大地提高了传感器的线性度和测量范围.然后,对微纳... 提出一种基于光子晶体微腔的高灵敏度的微力测量方法.首先,提出一种M型结构的梁作为传感探头,使系统在受到微力作用时,仅有光子晶体微腔的空气孔折射率发生变化而引起谐振波长的漂移,极大地提高了传感器的线性度和测量范围.然后,对微纳环结构的光子晶体微腔结构进行优化设计,获得了品质因子高达7 100的微腔.最后,选择合适的实验器件及其特性参数,搭建基于光纤环形衰荡的波长解调系统,实验结果表明该系统的波长解调灵敏度为90μs/nm,所设计的微力测量系统的灵敏度可达194.616μs/μN. 展开更多
关键词 光子晶体 M型梁 力传感器 光纤环形衰荡 品质因子
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L3型二维平板光子晶体微腔品质因数优化 被引量:1
14
作者 邱鹏 王广龙 +1 位作者 卢江雷 王红培 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期146-150,共5页
二维平板光子晶体微腔在垂直于平板方向上存在辐射损耗,使得微腔品质因数不够大,限制了其应用。结合光子晶体微腔损耗的傅里叶分析,采用调整腔模空间分布的方法,减少了波矢在辐射泄漏区域的分布,进而降低了腔损耗,实现了微腔品质因数的... 二维平板光子晶体微腔在垂直于平板方向上存在辐射损耗,使得微腔品质因数不够大,限制了其应用。结合光子晶体微腔损耗的傅里叶分析,采用调整腔模空间分布的方法,减少了波矢在辐射泄漏区域的分布,进而降低了腔损耗,实现了微腔品质因数的优化。针对L3型二维光晶体微腔的结构设计,对具体的L3型光子晶体微腔优化进行了数值仿真,仿真结果表明微腔品质因数得到了极大的提高,验证了光子晶体微腔品质因数优化方法的有效性。 展开更多
关键词 光子晶体 时域有限差分法 品质因数 傅里叶分析
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二维光子晶体波导和微腔缺陷态研究 被引量:1
15
作者 杨维汉 李未 徐玉华 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2010年第12期33-34,共2页
利用二维三角晶格及正方晶格介质柱光子晶体TE偏振的禁带与介质柱半径的变化关系,分析了二维光子晶体缺陷态的分布。根据光子晶体波导间的耦合作用,计算其耦合长度设计合理的定向耦合器。通过分析波导与微腔的耦合特性,选取不同的传输方... 利用二维三角晶格及正方晶格介质柱光子晶体TE偏振的禁带与介质柱半径的变化关系,分析了二维光子晶体缺陷态的分布。根据光子晶体波导间的耦合作用,计算其耦合长度设计合理的定向耦合器。通过分析波导与微腔的耦合特性,选取不同的传输方向,可以设计多种基于光子晶体波导与微腔耦合的波分复用系统。 展开更多
关键词 光子晶体波导 缺陷态
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光子晶体微腔发光二极管 被引量:1
16
作者 罗雁横 张瑞君 《微纳电子技术》 CAS 2006年第2期80-84,94,共6页
光子晶体微腔因其具有增强自发辐射、定向输出和单模工作的能力而受到广泛关注。介绍了光子晶体微腔发光二极管的基本原理、设计、特性、制作及其典型器件。
关键词 光子晶体 发光二极管
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光子晶体波导与微腔耦合的三通道波分复用器 被引量:3
17
作者 李未 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期5-7,共3页
为了实现对光波有效的选择输出,并且使光波的带宽很小,设计了微腔耦合的三通道波分复用器。对该器件采用时域有限差分法和微腔与波导间耦合模进行研究。首先,根据微腔选择不同频率的光波,设计光子晶体滤波器模型。然后,基于光子晶体耦... 为了实现对光波有效的选择输出,并且使光波的带宽很小,设计了微腔耦合的三通道波分复用器。对该器件采用时域有限差分法和微腔与波导间耦合模进行研究。首先,根据微腔选择不同频率的光波,设计光子晶体滤波器模型。然后,基于光子晶体耦合模理论,由定向耦合波导和一个高品质因子微腔构成的波分复用器。最后,为了提高输出光的透射效率,在波分复用结构的主波导的输出端,增加五个介质柱,形成一个反射层。实验结果表明:此结构能够通过微腔选择不同频率的光波,经过优化设计后的波分复用模型,光波的透射率得到了提高,波长λ=1.763μm的光波达到透射率将近90%。在光子晶体中取多个微腔可以选择输出更多波长的光波,所以这种结构在光子晶体集成器件的制作上有很好的应用前景。 展开更多
关键词 光学器件 光子晶体波导 波分复用
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二维光子晶体波导微腔传输特性的研究 被引量:1
18
作者 高永锋 周明 《光通信研究》 北大核心 2011年第2期36-38,共3页
用时域有限差分(FDTD)法和快速傅里叶变换(FFT)方法计算了二维正方格子光子晶体的点缺陷的谐振频率,研究了点缺陷的半径和背景材料折射率的变化对谐振频率的影响。研究结果表明,谐振归一化频率随点缺陷的半径或背景材料折射率增大而减小... 用时域有限差分(FDTD)法和快速傅里叶变换(FFT)方法计算了二维正方格子光子晶体的点缺陷的谐振频率,研究了点缺陷的半径和背景材料折射率的变化对谐振频率的影响。研究结果表明,谐振归一化频率随点缺陷的半径或背景材料折射率增大而减小,当点缺陷半径增大到0.45r时,谐振中心归一化频率为0.336,波导微腔传输系数最大为98.02%。 展开更多
关键词 光电子学 光子晶体 波导 时域有限差分法 谐振频率
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基于宽度可调节的线缺陷平板型光子晶体的空气槽微腔 被引量:1
19
作者 疏静 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期442-445,共4页
研究了一种空气槽光子晶体微腔,这种腔是由在平板型光子晶体上引入一条宽度可以调节的线缺陷空气槽形成的.腔模的电场被强烈局限在空气槽中,由于介电常量的不连续性,电场得到很大的提高,同时模体积被大大地降低.数值模拟与分析了微腔的... 研究了一种空气槽光子晶体微腔,这种腔是由在平板型光子晶体上引入一条宽度可以调节的线缺陷空气槽形成的.腔模的电场被强烈局限在空气槽中,由于介电常量的不连续性,电场得到很大的提高,同时模体积被大大地降低.数值模拟与分析了微腔的能带结构和场分布,考虑到腔模的谐振频率和对称性,发现一阶偶膜同时具有较高的品质因子和较小的模体积;应用有限时域差分法,得到腔模的品质因子可以高达106,模体积仅为0.02(λ/n)3.计算了一阶偶模谐振波长随空气槽宽度以及空气孔半径的变化,发现随着宽度的增加,波长越来越短.而随着空气孔半径的增加,波长近似线性地减小;当空气孔半径为170nm时,可以获得最高的腔品质因子. 展开更多
关键词 光子晶体 光学 有限时域差分法 品质因子 模体积
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空气间隙对金属—光子晶体微腔特性的影响
20
作者 李志全 孙宇超 +1 位作者 李文超 童凯 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第S01期84-87,共4页
建立了金属反射薄膜与六角晶格光子晶体平板的微腔结构,利用时域有限差分法进行了腔的Q值、谐振波长、场强和辐射带宽的研究。结果显示,金和银形成的反射薄膜在保持腔内场分布不变的情况下,对光子晶体平板微腔的Q值可提高~100倍。同时... 建立了金属反射薄膜与六角晶格光子晶体平板的微腔结构,利用时域有限差分法进行了腔的Q值、谐振波长、场强和辐射带宽的研究。结果显示,金和银形成的反射薄膜在保持腔内场分布不变的情况下,对光子晶体平板微腔的Q值可提高~100倍。同时,谐振波长随着空气间隙的增大而产生红移,而腔内谐振波长的辐射线宽可限制在~7nm。该结构可以为制备单模微型激光发射源的提供理论指导。 展开更多
关键词 金属 光子晶体 Q值 谐振波长 空气间隙
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