Author Affiliations
Abstract
MOE Key Laboratory of Material Physics and Chemistry under Extraordinary Conditions, Key Laboratory of Light-Field Manipulation and Information Acquisition, Ministry of Industry and Information Technology, and Shaanxi Key Laboratory of Optical Information Technology, School of Physical Science and Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710129, China
We present the perfect light absorption of monolayer molybdenum disulfide () in a dielectric multilayer system with two different Bragg mirrors. The results show that the strong absorption of visible light in monolayer is attributed to the formation of optical Tamm states (OTSs) between two Bragg mirrors. The absorption spectrum is dependent on the layer thickness of Bragg mirrors, incident angle of light, and the period numbers of Bragg mirrors. Especially, the nearly perfect light absorption (99.4%) of monolayer can be achieved by choosing proper period numbers, which is well analyzed by the temporal coupled-mode theory.
optical Tamm states molybdenum disulfide light absorption Chinese Optics Letters
2021, 19(10): 103801
南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院, 江苏 南京 210023
基于光学Tamm态(OTS)的局域场增强特性和石墨烯的电控特性,提出一种含石墨烯的金属-分布式布拉格反射镜-金属(M-DBR-M)复合结构。考虑石墨烯层对介质界面连续性的影响,基于修正的传输矩阵法建立完善的理论模型,并研究结构参数以及驱动电压对OTS特性的影响。结果表明,随着驱动电压的增大,两个OTS的本征波长均发生蓝移,当驱动电压大于石墨烯的突变电压时,本征波长发生蓝移且趋于稳定,说明可以通过电控石墨烯来实现OTS的本征波长在一定范围内动态可调;增大DBR周期数,两个OTS的本征波长分别发生红移和蓝移,说明吸收率对周期数的波动具有鲁棒性;入射端的金属层厚度在25~35 nm之间,能够实现完美吸收;出射端的金属层厚度则在70 nm处有吸收率的极大值。
光谱学 石墨烯 光学Tamm态 金属-分布式布拉格反射镜 吸收率 中国激光
2021, 48(16): 1613001
南京邮电大学电子与光学工程学院, 江苏 南京 210023
利用光学Tamm态(OTS)在金属-分布式布拉格反射镜(DBR)界面处的局域场增强和石墨烯的电控特性，提出一种基于OTS的石墨烯光调制器。利用有限元法和时域有限差分法对提出的调制器进行仿真研究。研究结果表明：当入射波长为850.7 nm时，在金属-DBR界面处会产生OTS，入射光的反射率比较低；当外加驱动电压大于7.5 V时，OTS的本征波长会发生漂移，入射光的反射率增大，可以实现强度调制。调制器的最大调制深度可达0.96，消光比为14.45 dB，在不考虑电路RC时间常数影响的情况下，调制速率超过600 GHz。该结构石墨烯光调制器在一定波长范围内，可以实现调制深度不同的光调制，在未来的光通信系统和光信息处理系统中具有很好的应用前景。
光通信 石墨烯 光学Tamm态 光调制器 中国激光
2018, 45(11): 1106001
华南师范大学物理与电信工程学院, 广东 广州 510006
提出了基于光学Tamm态耦合的多通道表面等离激元吸收器。通过在金属-电介质-金属波导中引入光子晶体-金属异质结构设计了单向吸收器。对处于带隙范围内正向入射的电磁波,当满足阻抗匹配时产生光学Tamm态,吸收率高达0.988。表面等离激元波导内光子晶体/金属异质结构的非对称性导致单向阻抗匹配和吸收。当波导中引入多个光子晶体/金属异质结构时,由于多重光学Tamm态耦合产生多个劈裂的吸收峰。吸收峰的频率可以通过改变光学Tamm态之间的耦合强度来调节。所提出的多通道单向表面等离激元吸收器将在光学集成电路及太阳能电池等领域具有潜在的应用。
文字间用 号隔开空半格表面等离激元 吸收器 光学Tamm态 多通道 耦合 plasmonic absorber optical Tamm states multichannel unidirectional
设计了一个一维金属（M1）-光子晶体（PC）-金属(M2)结构，利用传输矩阵理论，通过M1-PC-M2结构反射谱中的dip（凹处）来确定光学Tamm态（OTS），数值计算表明在金属与光子晶体界面处存在两个OTSs，当45 nm≤dM1≤52 nm时，M1-PC-M2结构可同时实现对两个OTSs的横向电场(TE)偏振完美吸收，吸收峰的峰值波长约为743.1 nm 与745.7 nm，吸收率均在95%以上。当入射角从0°增大到60°，该结构对两个OTSs的吸收率均在95%以上，同时实现对两个OTSs的TE偏振完美吸收，并且两个吸收峰的峰值波长发生蓝移。当光子晶体周期数在7到15之间变化时，均可实现双波TE偏振完美吸收。
物理光学 光学Tamm 态 传输矩阵 双波 横向电场偏振 完美吸收
