Author Affiliations
Abstract
Jiangxi Provincial Key Laboratory of Optoelectronic and Telecommunication, Jiangxi Key Laboratory of Nanomaterials and Sensors, College of Physics and Communication Electronics, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, China
Perfect absorbers (PAs) are devices that can efficiently absorb electromagnetic waves. Great attention has been attracted since metamaterial PAs (MPAs) were first proposed in 2008. In recent years, with the development of nanophotonics and the improvement of nanomanufacturing technology, considerable progresses have been achieved in designing MPAs using new materials and new structures. In this review, we summarized first the latest developments of PAs from five directions: dual-band, multi-band, wideband, narrow-band, and tunable light absorption. The shortcomings of the previous PAs and the latest improvements were introduced as well. Then, the application of perfect absorption in solar cells, sensors, switches, and structural colors was discussed. Finally, we presented the main challenges and prospects in these fields. Novel PAs for applications in a wide field of opto-electronic devices will continuously progress with breakthrough advances in absorbers related technology and science.
perfect absorber metamaterials sensor solar absorption switch structural color Chinese Optics Letters
2022, 20(7): 073603
1 江西师范大学 物理与通信电子学院，南昌 330022
2 江西省光电子与通信重点实验室，南昌 330022
利用有限元分析法对镶嵌在Lu2O3薄膜中的Au、Cu、Pt、Co金属纳米颗粒的应变场分布进行分析.分析表明：金属纳米颗粒在生长过程中受Lu2O3薄膜的压缩应力作用，从而在纳米颗粒内部和表面产生相应应变，应变分布与金属纳米颗粒的杨氏模量和泊松比有关.杨氏模量大的金属纳米颗粒表面应变和内部应变差异较大;而杨氏模量小的金属纳米颗粒内外应变差相对较小.随着金属纳米颗粒在基体材料内部不断生长，其受到的偏应变也逐渐增大.金属纳米颗粒生长过程中的这种偏应变的存在和变化将极大地影响其内部晶格结构和表面形貌，进而影响金属纳米颗粒的性能.
纳米颗粒 薄膜 有限元方法 压缩应力 应变 Nanoparticles Thin films Finiteelement method Compressive stress Strain
江西师范大学物理与通信电子学院，江西省光电子与通信重点实验室， 江西 南昌 330022
设计了一种新型的亚波长透明金属结构，该结构由一层六角晶格排列的椭球形金纳米颗粒沉积在金膜上构成。使用时域有限差分法计算了该结构的透射特性，发现该金属结构具有强的光学透明现象。随着椭球纵横比或金膜厚度的增加，共振透射峰出现明显的蓝移，且透射率发生显著变化。此外还发现，金纳米椭球颗粒阵列位于金膜上表面时的透射率比位于下表面时的透射率要大。
材料 表面等离子体隧穿 金属纳米粒子 金属透明 表面等离子体共振 激光与光电子学进展
2013, 50(7): 071602
1 江西师范大学物理与通信电子学院, 江西 南昌 330022
2 江西省光电子与通信重点实验室, 江西 南昌 330022
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平行的单模线缺陷波导，以一行耦合介质柱为间距，通过调节部分耦合介质柱的折射率，构筑了光子晶体异质结耦合波导光开关结构。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，缺陷波导间耦合介质柱的折射率不同时的耦合长度，确定了合适的光子晶体异质结耦合波导光开关的结构参数。利用时域有限差分法研究了该光开关中耦合介质柱的折射率变化及异质结构介质柱的位置分布对光信号输出路径的影响。结果表明，通过改变该结构中耦合介质柱的折射率可以改变光的输出路径，可实现光的开关行为。并且异质结构介质柱位置的随机分布对该光开关的影响不大，有助于光子晶体新型滤波器、定向耦合器、波分复用器以及光开关等光子器件的研究。
光学器件 光子晶体 异质结 耦合波导 光开关
1 江西师范大学物理与通信电子学院， 江西 南昌 330022
2 江西省光电子与通信重点实验室， 江西 南昌 330022
设计了基于二维三角晶格光子晶体的90°弧线弯曲波导以实现Γ-K波导和Γ-M波导的连接。通过在弯曲弧线和Γ-M波导两侧引入缺陷面，形成了具有布拉格反射和全内反射的双重光子局域作用。模拟可得该二维三角晶格光子晶体90°弧线弯曲波导的透射率达90%。
光子晶体 光子带隙 弧线弯曲 缺陷面 透射率 激光与光电子学进展
2012, 49(12): 121301
1 江西师范大学物理与通信电子学院, 江西 南昌 330022
2 江西省光电子与通信重点实验室, 江西 南昌 330022
结合垂直沉积自组装法和旋涂法制备了由超薄金膜、发光层和三维光子晶体组成的三明治结构。通过对样品的衰减全反射曲线进行测量和分析，发现该三明治结构的光学特性取决于光子晶体的质量，高质量三维光子晶体使得三明治结构的衰减全反射曲线在48°和63°两个位置出现了反射波谷，而低质量三维光子晶体的三明治结构的反射波谷完全消失。与薄金膜发光层双层结构相比，该三明治结构的荧光特性曲线也出现了显著变化，单一辐射峰分裂为双峰，且位于600 nm的辐射峰比位于620 nm处的辐射峰要弱30%。
光学制造 光子晶体 自组装 表面等离子体 表面模式 耦合 光学学报
2012, 32(10): 1016001
江西师范大学物理与通信电子学院江西省光电子与通信重点实验室, 江西 南昌 330022
采用自组装法制备了聚苯乙烯（PS）微球三维光子晶体结构，通过在PS微球悬浮液中掺入不同浓度的二氧化硅大球，实现了光子晶体结构从有序向无序过程的转变。通过对这些样品的透射、反射进行测量和分析，发现无序效应对光子晶体的光子响应特性具有极大的影响，随着无序程度的增加，高频波段的透射率急剧下降，低频波段的法布里珀罗振荡消失，光子带隙蓝移且逐渐消失；而在掺杂浓度为0.02%(质量分数)时，光子晶体带隙中心的最低透射率从10%下降到1%，且反射单峰随着探测角度的增大而分裂为双峰。这有助于基于介质球三维光子晶体沿Γ-L方向透射消光，促进其在新型光学器件领域的应用发展。
光学制造 光子晶体 自组装 光子带隙 无序效应 法布里珀罗振荡
1 江西师范大学物理与通信电子学院, 江西 南昌 330022
2 赣南师范学院物理与电子信息学院, 江西 赣州 341000
设计了简易的压强可控自组装实验装置, 制备了由直径为260 nm的聚苯乙烯(PS)胶体球组成的面心立方光子晶体。分析了压强的变化对光子禁带(PBG)深度及光子带隙边缘(PBE)坡度的影响, 确定了合适的压强生长环境(P=5999.5 Pa)。利用该实验装置, 还进行了光子晶体的小批量制备, 一次性制得了三块光子晶体, 并从不同角度对每一块光子晶体的透射谱及不同光子晶体的透射谱进行了测量。同一光子晶体不同位置透射谱的重合、同一批次制备的不同光子晶体透射谱的一致性及光子禁带两侧的Fabry-Pérot振荡等均说明：该装置制备的光子晶体在大区域、大面积上是高度有序、均一和平整的; 利用该实验装置进行光子晶体的小批量制备是可行的。
光学制造 光子晶体 自组装 透射率 光子禁带 光子带隙边缘 Fabry-Pérot振荡
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Laser Life Sciences, South China Normal University, Guangzhou 510631
2 Department of Medical Oncology, Cancer Center, Sun Yat-Sen University of Medical Sciences, Guangzhou 510060
We used Raman spectroscopy to study the conformational changes of DNA induced by Cd2+ ions in different Cd2+ concentrations solution. The experimental results show that when the Cd^(2+)/PO^(-)_(2) ratio R increased from 0 to 3.0, the band 835.0 cm^(-1) shifted about 8 cm^(-1), and the overlapping spectra of 1446.0 and 1461.0 cm^(-1) separated and moved to 1441.0 and 1458.0 cm^(-1), respectively. This indicates that the conformation of DNA has changed from a "normal" B-form to a "modified" B'-form. At the same time, changes of other bands demonstrate that parts of base stacking collapse and some hydrogen bonds between AT are disrupted, AT base pairs are damaged more larger than GC base pairs.
300.6170 spectra 300.6230 spectroscopy coherent anti-Stokes Raman scattering 300.6350 spectroscopy ionization 300.6390 spectroscopy molecular Chinese Optics Letters
2004, 2(3): 03154
