1 南昌大学 物理系, 江西 南昌 330031
2 南昌大学 高等研究院, 江西 南昌 330031
声光子晶体是一种同时具有光子和声子带隙的人工微结构, 因此可实现对光和声的同时操控, 在腔光力学及声光功能器件领域展现了广阔的应用前景。本文基于有限元数值计算方法, 研究了声光子晶体微腔的光声传感特性。研究结果表明, 通过简单地引入点缺陷, 声光子晶体不仅能很好地实现对光和声场的同时局域, 而且能同时获得光及声信号的高灵敏度传感, 光、声传感灵敏度分别达到了277 nm／RIU, 275 MHz／ms-1。由于光和声两个物理量能同时并独立地实现高灵敏度传感, 因此该种传感器能应用于更为复杂的生化传感。
声光子带隙 微腔 声光传感 灵敏度 phoxonic band gap microcavity phoxonic sensor sensitivity
1 南昌大学物理系， 江西 南昌 330031
2 南昌大学高等研究院， 江西 南昌 330031
研究了具有周期性孔阵列的金属表面附近的电磁局域态密度(EM-LDOS)，详细讨论了孔的填充因子和孔内填充介质对EM-LDOS的影响。相对于金属平板，具有孔阵列的金属表面附近的EM-LDOS的共振峰会发生分裂；随着填充因子的增加，横向表面等离子体激元的共振峰向低频方向移动，而纵向表面等离子体激元的共振峰向高频方向移动。当孔内填充具有更大介电常数的材料时，EM-LDOS谱中分裂的两个峰都会向低频方向移动，但低频峰的移动相对于高频峰的更为显著。
表面光学 表面等离子体激元 局域态密度 有效介质理论 表面波 激光与光电子学进展
2017, 54(7): 072401
1 南昌大学物理系,江西 南昌 330031
2 南昌大学高等研究院,江西 南昌 330031
本文给出了入射到半无限光子晶体上的波的反射系数计算公式。对由普通材料、双负材料和单负材料组成的一维半无限光子晶体中光的反射进行了数值模拟计算。发现半无限光子晶体的反射率曲线与有限光子晶体相比变得平滑,是有限光子晶体迅速振荡的反射率平均的结果。TE波的反射取决于介电常数的差异,而TM波的反射取决于磁导率的差异。单负-单负材料中的场是倏逝场,存在一个通带使场无位相延迟的传播。当满足εB=-εA,μB=-μA 和dA=dB条件时反射率变为零。
光子晶体 特异材料 光反射 Photonic crystals Metamaterials Light reflection
基于二维光子晶体中多模干涉效应(MMI)设计了一种新型的三波长波分解复用器，模拟结果表明，该结构能有效地分离1310 nm/1500 nm/1550 nm三个波段的波长。 当改变该波分解复用器的相关结构参数时，该结构能拓展至其他波段。除此之外，该结构也能单独作为两波长波分解复用器对1310 nm/1550 nm实现分离。 该波分解复用结构对三个波长的透射率均在91%以上。与此同时，借助于平面波展开法及时域有限差分法，对光波在该结构的传播效率及传播行为进行了 计算及模拟。
光通信 光子晶体 波分解复用器 多模干涉效应 平面波展开法 时域有限差分法 optical communication photonic crystal wavelength division demultiplexer multi-mode inter-0.8cmference effect plane wave expansion method finite-difference time-domain method
1 南昌大学物理系, 江西 南昌 330031
2 南昌大学高等研究院, 江西 南昌 330031
本文研究了在Sagnac干涉仪中插入单轴晶体,利用单轴晶体的纵向电光效应调制Pancharatnam-Berry位相。由于Sagnac干涉仪的顺、逆时针环路之间光程差为零,所以有利于区分顺、逆时针环路之间的非光程差引起的Pancharatnam-Berry相。本文结果发现在施加的电压连续变化下,由于单轴晶体纵向电光效应的特点使得Pancharatnam-Berry相发生两次突变,而顺、逆时针环路的光相干叠加后的光强却连续变化。
Pancharatnam-Berry相 Sagnac干涉仪 电光调制 Pancharatnam-Berry phase Sagnac interferomxeter electro-optic modulation
南昌大学高等研究院, 南昌大学 物理系, 江西 南昌 330031
从理论上研究了四能级原子系统的自发辐射谱的性质，并讨论了原子各能级布居数随时间的演化情况。该四能级原子被一个相干探测场、一个耦合激光场和一个低频微波场驱动，其中两个上能级由低频微波场耦合。研究表明，通过控制低频微波场的位相和振幅，可以得到各种不同的光谱特征，如谱线变窄，谱线增强，谱线被抑制，完全荧光猝灭等现象。
自发辐射谱 量子干涉 四能级原子 spontaneous emission spectrum quantum interference four-level atom
1 南昌大学 物理系，南昌 330031
2 中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点实验室，北京 100083
将两个二维空气孔光子晶体波导平行放置，两波导之间由三排空气孔相隔，构成一个定向耦合器.数值分析了TE(磁场平行于空气孔)和TM(电场平行于空气孔)偏振态光波在该定向耦合器中的传播行为.结果表明，减小耦合区两波导间的一排介质柱的半径，TE模的耦合长度减小，而TM模的耦合长度不变.基于此结构，设计了超微偏振光分束器，整个器件的尺寸为10.1 μm，与已报道的24.2 μm的结果相比，该器件具有更小的器件尺寸和更高的输出效率.
光子晶体波导 定向耦合器 偏振光分束器 Photonic crystal waveguides Directional coupler Polarizing beam-splitter
1 南昌大学 物理系,江西 南昌 330031
2 中国科学院 半导体研究所 集成光电子学国家重点实验室,北京 100083
将环形谐振腔邻近放置在光子晶体直波导两侧构成环形谐振器,利用平面波展开法及时域有限差分法,数值分析了该系统中光的传播行为。基于此结构,以三、四通道为例设计了大角度超微多路光分束器。仅通过改变环形谐振腔中耦合介质柱的半径,便可使光场发生重新分布,实现输出能量的均分或自由分配。在同样保证多路和高传输效率的条件下,该结构与常规波导定向耦合型分束器相比,还可实现光束的大角度分离。
光子晶体 分束器 环形谐振腔 时域有限差分法 平面波展开法 能量均分
1 南昌大学物理系, 江西 南昌 330031
2 南昌大学高等研究院, 江西 南昌 330031
用传输矩阵方法和Bloch定理，从理论上分析以色散介质为背景，由正负折射率材料组成的半无限一维光子晶体的表面态，发现以色散介质为背景，在满足平均折射率等于零的情况下，第一层厚度变化时，表面态将会在较大频率范围内显著变化。讨论了同一入射角度下不同频率的表面态的电场分布情况，结果表明：远离带边的表面态局域长度较小。
光子晶体 表面态 负折射率 photonic crystal surface state negative refractive index
1 燕山大学 物理系,河北 秦皇岛 066004
2 南昌大学 物理系，南昌 330047
利用传输矩阵方法研究了含负折射率缺陷的一维光子晶体的透射谱.以19个周期的1/4波堆存在3个负折射率缺陷的光子晶体为例进行了数值计算.结果表明:如果改变缺陷的折射率,缺陷模之间的耦合作用将发生改变,带隙中形成的杂质带也随之改变; 当这个折射率取适当值时,在禁带中出现多个尖锐的透射峰,与正折射率缺陷构成的杂质带不同.
光子晶体 负折射率缺陷 杂质带 滤波 Photonic crystal Negative refractive index defect Impurity band Filter
