1 厦门工学院计算机科学与信息工程学院，福建 厦门 361021
2 华侨大学信息科学与工程学院，福建 厦门 361021
提出了一种由圆柱纳米孔阵列组成的全介质超表面折射率传感器，通过平移纳米孔引入结构单元的面内对称性破坏，非对称的介质纳米孔阵列可以实现由电四极子（EQ）激发的具有高品质因数（Q值）的准连续域束缚态（BIC）共振模式。从理论上分析了结构非对称参数与Fano共振的辐射Q值之间的关系，证明了该模式为对称保护BIC模式，并进行近场分析和多极分解，证明了EQ在共振模式中占主导作用，同时分析了结构参数对Fano共振的影响，并计算了介质折射率的光谱响应，得到结构的灵敏度可达512 nm/RIU（折射率单元）、Q值为2568.7、优质因数（FOM）为760，所提结构在近红外范围内的高灵敏生物传感器领域具有潜在的应用价值。
全介质超表面 Fano共振 连续域束缚态 折射率传感 激光与光电子学进展
2023, 60(19): 1928001
华侨大学 信息科学与工程学院, 福建 厦门 361021
为了实现对慢光群速度的控制，构建了石墨烯等离激元时间晶体慢光波导。对波导采用石墨烯等离激元时间晶体来构造用于传输的Zigzag拓扑界面通道，当结构一定时动态调节石墨烯纳米盘的外加偏置电压，即可获得若干不同时刻的色散曲线，并对相应的群速度进行研究。首先，通过对蜂窝状排列的石墨烯纳米盘的不同区域施加随时间周期性变化的偏置电压，来获得石墨烯等离激元时间晶体。当晶体时间平移对称性遭到破坏时，晶体带隙会随着时间周期性出现及消失，进而呈现出能带拓扑效应。接着，构造Zigzag拓扑界面分析不同时刻下存在的拓扑界面态及其慢光模式。然后，根据该色散曲线计算出对应的群速度。最后，通过数值仿真建立慢光波导模型，并在波导光能捕获点检测场增强过程。模拟结果表明：基于石墨烯等离激元时间晶体所设计的波导可以实现很好的慢光传输效果，在波导结构固定时可以动态调节光的群速度。慢光传输下光能捕获点实现了场增强效应。该慢光波导结构简单，可动态调谐，在慢光调制器件和光储存器件中具有广阔的应用前景。
慢光 石墨烯 等离激元时间晶体 动态调谐 slow light graphene plasmonic time crystal dynamical tuning
1 厦门工学院计算机科学与信息工程学院，福建 厦门 361021
2 华侨大学信息科学与工程学院，福建 厦门 361021
设计了一种由连续域束缚态控制的高灵敏度太赫兹折射率传感器。该传感器由全介质光栅构成，通过平移打破结构的对称性，可以将共振转变为高品质因子（Q因子）泄漏模共振，且线宽极窄腔模式对周围介质的折射率变化非常敏感。利用有限元方法，数值模拟了具有不同非对称参数、光栅厚度、光栅宽度以及折射率分析物的透射光谱。结果表明，该光栅超表面的Q因子达到12620，标准灵敏度为31395 nm/RIU，FOM（Figure of merit）为1000，在太赫兹范围内的高灵敏光子传感器领域具有潜在的应用。
探测器 太赫兹 传感器 全介质超表面 连续域束缚态 激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1304004
1 厦门工学院电子与电气工程学院，福建 厦门 361021
2 华侨大学信息科学与工程学院，福建 厦门 361021
提出了一种基于Fano共振的太赫兹生物传感器，该传感器由石墨烯微盘三聚体结构组成。使用有限元方法分析了该结构的传输特性。仿真结果表明：石墨烯三聚体结构可以激发Fano共振，该传感器在太赫兹波段的灵敏度可以达到2 THz/RIU，品质因数可达到8；利用石墨烯化学势可以调节谐振峰值，因此在太赫兹波段可实现对谐振峰值的主动调控。该结构为基于超材料的超灵敏太赫兹传感器提供了一种设计思路，在微纳米级厚度的物质传感与探测方面具有潜在的应用价值。
表面光学 表面等离激元 太赫兹传感器 有限元方法 石墨烯超材料 Fano共振 激光与光电子学进展
2021, 58(5): 0524001
华侨大学 信息科学与工程学院, 福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
基于交叉谱密度函数以及相干偏振统一理论, 导出径向偏振部分相干螺旋贝塞尔光束的光场表达式, 研究了该光束的传输特性.通过理论分析和数值计算可知, 径向偏振部分相干螺旋贝塞尔光束在自由空间传输时, 光束以固定的螺旋半径进行螺旋传输.且在传输过程中, 光束逐渐由螺旋空心光束演变为螺旋高斯光束, 这一过程所需的传输距离与相干长度有关.该光束的偏振角和偏振度都会受到螺旋半径和传输距离的影响, 同时, 相干长度的变化也会影响偏振度的分布.而相干长度, 传输距离和螺旋半径的改变并不会影响光束的偏振椭圆率的分布.
径向偏振光束 部分相干光 螺旋贝塞尔光束 偏振度 Radially polarized beam Partially coherent beam Spiral Bessel beam Degree of polarization
1 厦门工学院电子信息与电气工程学院, 福建 厦门 361021
2 华侨大学信息科学与工程学院, 福建 厦门 361021
提出了一种基于石墨烯的中红外波段表面等离激元带阻滤波器结构。该结构由单层石墨烯周期性排列组成。数值仿真结果表明,石墨烯纳米带化学势的轻微改变会导致谐振波长的移动。此结构在中红外光谱范围内的敏感度达1100 nm/RIU,品质因数高达138,可用作高灵敏度的折射率传感器。
表面光学 表面等离激元 石墨烯 带阻滤波器 折射率传感器 有限元方法 激光与光电子学进展
2018, 55(1): 012401
1 华侨大学信息科学与工程学院, 福建 厦门 361021
2 中国科学院半导体研究所, 北京 100083
提出了一种复式晶格二维石墨烯等离子激元晶体结构, 该结构由包含4个石墨烯纳米盘的原胞周期性排列组成。通过有限元法迭代求解本征频率, 得到了石墨烯等离子激元晶体的能带结构和态密度。数值仿真结果表明, 所提出的结构存在完全光子带隙, 带隙宽度可达5.7 THz, 且其位置和带宽可以通过改变石墨烯的化学势来调谐。该结构可以应用在高密度表面等离子激元集成回路和等离激元片内交叉互联技术中。
表面光学 完全带隙 有限元方法 石墨烯 表面等离子激元 态密度 激光与光电子学进展
2017, 54(5): 052401
中国科学院半导体研究所国家光电子工艺中心, 北京 100083
利用扫描电子显微镜(SEM)研究了在选择外延MOVPE生长InGaAsP材料中, 厚度增强因子随SiOz掩模 宽度的变化, 生长条件(如生长压力、ID族源流量等)对厚度增强因子的影响。随着生长压力的增加, 生长速率下 降,选择性增强；随着In源流量的增加,生长速率上升,选择性下降。制备了最大厚度增强因子达3.4的InGaAsP体材料。通过扫描电镜观察,得到了较平坦的生长界面和表面形貌。为用选择生长法制备分布反馈激光器与模斑转换器集成器件提供有效的方法。
选择外延 厚度增强因子
