1 湖北汽车工业学院 理学系, 湖北 十堰 442002
2 华中科技大学 物理系, 湖北 武汉 430074
利用传输矩阵法，讨论了由单负材料组成的对称型一维光子晶体的偏振特性。结果表明: 入射角较小时，TE、TM两波隧穿模的中心位置基本相同。入射角θ增加，两隧穿模均向短波方向移动，且其半峰全宽变窄。入射角θ>20°时，两隧穿模的蓝移量增加，且TM波的移动量大于TE的，入射角越大，这一变化越明显。周期数N 增加时，两隧穿模的位置保持不变，半峰全宽变窄; TM波隧穿模的透射率保持为1，而TE波的有所下降。介质的几何厚度增加时，两隧穿模均向长波方向移动，隧穿模的透射率保持不变。两介质几何厚度的变化量相同，两隧穿模的移动量也分别相同。
光子晶体 单负材料 隧穿模 偏振特性 photonic crystal single-negative materials tunneling modes polarization properties
1 湖北汽车工业学院理学系, 湖北 十堰 442002
2 华中科技大学物理系, 湖北 武汉 430074
选用LiF、Si和左手材料为介质构成了一维三元光子晶体，并在考虑其色散关系和几何厚度随机误差的基础上，利用传输矩阵法，计算了该光子晶体的带隙结构。结果表明：各介质厚度的变化率相同时，主带隙的相对宽度的变化率也相同，而折射率最大的介质厚度的变化对带隙绝对宽度的影响最大。光线入射角度的变化对主带隙的绝对宽度和相对宽度的影响较小。
三元光子晶体 色散 准周期 主带隙 绝对宽度 相对宽度 ternary photonic crystal dispersion quasi-periodic main bandgap absolute width relative width
1 湖北汽车工业学院理学系, 湖北 十堰 442002
2 华中科技大学物理系, 湖北 武汉 430074
在考虑色散关系的基础上,利用传输矩阵法讨论了一维三元光子晶体缺陷模的特征。结果表明：缺陷层几何厚度增加时,缺陷模中心红移,透射率下降,品质因子变小。三介质的几何厚度各自独立递增时,缺陷模都向长波方向移动,缺陷模的品质因子先增后降。入射角增大时,缺陷模中心蓝移,透射率不变,半峰全宽度变窄,品质因子变小。若忽略缺陷介质的色散,当其折射率减小时,缺陷模蓝移,透射率变大,半峰全宽度保持不变,品质因子增大。
光子晶体 传输矩阵 色散 缺陷模 品质因子 photonic crystal transfer matrix dispersion defect mode quality factor
1 湖北汽车工业学院 理学部,湖北 十堰 442002
2 华中科技大学 物理系,湖北 武汉 430074
利用传输矩阵法,计算了含左手材料的一维准周期光子晶体的透射谱,并分析了其变化规律。结果表明:nR/ηL的比值对其透射谱影响较大,当比值为1时,透射率T恒为1,与N和△dR、△dL均无关;而当nR/ηL的比值在1.7～2.0之间、N=10时,透射谱的通带呈尖峰状,且通带中心在偶数倍频处有红移,通带峰值不变; 而当nR/ηL的比值大于2.0时,在高频处的通带峰值变小,两介质的递增厚度△dR、△dL越大,nR越大,这种变化越明显,改变周期数N,对透射谱有较大的影响。
光子晶体 准周期 透射谱 传输矩阵 photonic crystal quasi-periodic transmission spectrum transfer matrix
1 湖北汽车工业学院理学系， 湖北 十堰 442002
2 华中科技大学物理系， 湖北 武汉 430074
利用传输矩阵法，计算了含缺陷层的一维准周期光子晶体在入射角为0°和10°时的透射谱，并将其和对应的含缺陷层的周期光子晶体的透射谱进行了对比。结果表明：在上述入射角的情况下,当缺陷层介质的厚度为四分之一波片层的整数倍M时，通带中新增缺陷模的个数仍满足M-1的关系，但准周期光子晶体的透射谱散失了原来的左右对称性；当M取非整数时，中心通带顶部由原来的三峰状变成双峰状。
光子晶体 准周期 缺陷模 透射谱 photonic crystal quasi-periodic defect mode transmission spectrum
1 湖北汽车工业学院理学部，湖北 十堰 442002
2 华中科技大学物理系，湖北 武汉 430074
采用传输矩阵法研究了在角度入射情况下由PIM／NIM组成的一维光子晶体的透射谱，得到其带隙结构的变化规律：光子晶体的带隙结构会随着入射角的改变而改变，尤其对于色散的NIM与PIM组成的一维光子晶体，在nN≈0附近会产生一个新的带隙，新带隙的中心位置保持不变，但宽度会随着入射角的增大而变宽；第一级Bragg隙的中心位置和隙宽也随着入射角的变化而变化，这为二次谐波效应实现完全相位匹配创造了条件。
光学材料 带隙结构 传输矩阵法 光子晶体 色散 optical materials band gap structure transfer matrix method photonic crystal dispersion
1 江苏工业学院信息科学系,江苏,常州,213016
2 华中科技大学物理系,湖北,武汉,430073
3 临沂师范学院物理系,山东,临沂,276400
以简单二维正方排列的光子品体为例,计算分析了完全禁带随介质填充率和介质折射率比变化出现的条件和规律,结果显示对两者同时进行调谐是获取完全禁带的最佳途径,选取晶格常数为0.7 μm,介质填充率0.5,介质折射率比为4时,在光子晶体中引人线缺陷后,对处于完全禁带中的波长为1.55μm的光显示良好的导波特性.
光子晶体 完全禁带 导波
1 江苏工业学院信息科学系，江苏 常州 213016
2 华中科技大学物理系，湖北 武汉 430074
研究了光子晶体Bragg镜的反射相移及透射相移，发现随着入射光频率的增大，相位均在增大。在中心频率附近反射相移和透射相移都与频率成线性关系。利用泰勒展开式的一级近似，得到了中心频率附近反射相移和透射相移的一级近似解析解，它们能很好地描述相移的变化规律。利用相移特性研究了Bragg微腔的共振模随微腔厚度的频率变化特性，同时亦给出了中心频率附近共振模频率的一级近似解析解。
量子光学 相移 光子晶体 Bragg微腔 共振模 quantum optics phase shift photonic crystal Bragg microcavity resonant mode
1 江苏工业学院 信息科学系，常州 213016
2 华中科技大学 物理系，武汉 430074
为了了解光波在一维光子晶体的传输特性，利用传输矩阵方法进行了数值模拟，并研究了缺陷层厚度对缺陷模偏振特性的影响。结果表明，入射角的变化对光子晶体的禁带及缺陷模影响较大，它们都随入射角的增大向高频(短波)方向移动，s偏振的禁带宽度逐渐增宽而p偏振的禁带宽度变化不明显，p偏振的缺陷模频移较s偏振的稍大。随着入射角的增大，s偏振的缺陷模越来越细、品质因子逐渐增大，而p偏振的缺陷模变化趋势则刚好相反。
物理光学 光子晶体 传输矩阵 缺陷模 偏振态 physical optics photonic crystal transfer matrix defect mode polarization state
1 江苏工业学院,信息科学系,江苏,常州,213016
2 南京理工大学,材料科学与工程系,南京,210094
3 华中科技大学,物理系,武汉,430074
研究了介质层厚对含负折射率介质一维光子晶体Bragg微腔的缺陷模和双稳态的影响.在中心频率附近将传输矩阵各矩阵元采用泰勒级数展开并取一级近似,得到了缺陷模频率与介质层厚的关系式及品质因子公式.研究结果表明:一级近似法能很好地解释中心频率附近介质层厚对缺陷模频率的影响.理想Bragg微腔结构的缺陷模品质因子最大;递增正折射率介质层厚和增大缺陷层介质层厚、递减负折射率介质层厚及同时等量递减正和负折射率介质层厚,均可使缺陷模红移,双稳态阈值降低.
物理光学 缺陷模 双稳态 负折射率介质 Bragg微腔
