1 南昌航空大学无损检测与光电传感技术及应用国家地方联合工程实验室, 江西 南昌 330063
2 南昌航空大学江西省光电检测技术工程实验室, 江西 南昌 330063
设计了一种基于二维光子晶体波导旁侧Fano微腔的全光二极管结构, 实现光的单向传输。其关键技术是在光子晶体波导中采用简单反射层打破Fano微腔结构上的空间对称性, 使得反射层两侧波导与微腔耦合效率不对称。两侧波导入射光激发微腔非线性克尔材料所需的光强阈值不同, 从而实现单向导通功能。通过有限时域差分(FDTD)方法对其传输特性和性能进行了数值仿真和分析, 研究发现：该结构在较低的光强阈值下可以实现正向导通、反向截止的全光二极管效果; 该结构具有超快的响应时间, 达到皮秒量级; 该结构具有较高的最大透射率(达到90%)和较高的正反透射比。基于光子晶体结构的设计使得该器件可以具有很好的工作波长可调特性, 并易于在目前半导体工艺基础上进行制作以及与其他器件集成。
光学器件 光子晶体 Fano腔 单向传输 全光二极管
1 安庆师范学院 物理与电气工程学院, 安庆 246133
2 江苏大学 计算机科学与通信工程学院, 镇江212013
为了实现全光二极管的功能设计, 采用1维光子晶体非线性微腔, 在1维光子晶体两端设置不同厚度的金属薄膜, 并运用非线性传输矩阵方法研究了该结构的传输属性。结果表明, 两个非对称光学Tamm态和非线性微腔的耦合结构呈现双稳态, 且滞回线的位置与入射方向有关, 具有全光二极管功能; 光二极管的性能依赖于微腔厚度和两个金属薄膜的厚度比。该设计为全光二极管的性能优化提供了参考。
非线性光学 全光二极管 传输矩阵方法 微腔 nonlinear optics all-optical diode transfer matrix method microcavity
1 广东工业大学,物理与光电工程学院,广州,510090
2 中山大学,光电材料与技术国家重点实验室,广州,510275
利用非线性时域有限差分方法(FDTD)对光从某些一维缺陷层掺杂克尔非线性介质的四分之一波长光子晶体的正反两个不同方向入射时对应的一般透射特性进行了数值分析.计算表明:一定频率范围及一定光强范围的光从非线性光子晶体的正向入射时,透射率是其从非线性光子晶体相反方向入射时的数倍,具有单向透射性,表现为全光二极管的行为.进一步对交替介质层由空气和金红石(TiO2)组成而非线性缺陷层由聚合物(polydiacetykene 9-BCMU)组成的光子晶体模型的透射特性进行了数值分析.在某一频率和强度附近,该模型的正向透射率是反向的6倍左右,表明其可作为一种全光二极管使用.
非线性光子晶体 单向透射性 全光二极管 双稳态回线
