1 中国科学院光电技术研究所, 四川成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 电子科技大学光电科学与工程学院, 四川成都 610054
二氧化硅(SiO2)是光学系统中最常用光学薄膜材料之一, 其微观结构、缺陷等信息对于研究和提高薄膜的性能具有重要作用。本文通过电子束蒸发、离子辅助、磁控溅射方法制备 SiO2薄膜并进行测试, 计算出其吸收边光谱, 对吸收边光谱的强吸收区、e指数区、弱吸收区进行分段分析得到 SiO2薄膜的带隙宽度、带尾能量和氧空位缺陷含量数据。进一步分析三种薄膜和其在常规退火温度下的带隙宽度、带尾能量和氧空位缺陷含量的数据, 获得 SiO2薄膜的微观原子排列结构、微观缺陷信息, 并对不同镀膜技术和不同退火温度下 SiO2薄膜的原子排列结构、微观缺陷的差异和变化进行了分析和讨论。
SiO2薄膜 带隙宽度 带尾能量 氧空位缺陷 SiO2 film bandgap Urbach tail energy oxygen deficiency centers 光电工程
2019, 46(4): 18022010
1 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
2 电子工程学院红外与低温等离子体安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230037
利用特征矩阵法, 研究了光波正入射到光子晶体时, 一维光子晶体的带隙结构随周期数的变化。结果表明, 对于不含缺陷层的光子晶体, 随着光子晶体周期数的增加, 光子晶体的带隙宽度变化不大, 而带隙率变化明显。对于含缺陷层的光子晶体, 在缺陷层两侧周期数相同时, 周期数的增加使得光子晶体的“光谱挖孔”效果明显; 在其两侧周期数不同时, 只有在两边周期数接近时“光谱挖孔”才有一定的效果。
特征矩阵 缺陷 周期数 带隙宽度 characteristic matrix defect periods band gap
中国计量学院 光学与电子科技学院 光电工程研究所，杭州 310018
采用平面波展开法研究了四种二维光子晶体结构（圆柱介质柱四方晶格、圆柱介质柱三角晶格、正方介质柱四方晶格、正方介质柱三角晶格）的带隙宽度随介质柱尺寸变化的关系.使用平面波展开法计算常规晶格和表面缺陷晶格的模式并进行结果叠加，研究了各结构的二维光子晶体在带隙宽度最大时的表面模式.结果表明，同种晶格的光子晶体带隙宽度随着介质柱的尺寸增大呈先增后减趋势，存在最大值.随着表面介质柱尺寸的增加，四种晶格表面模式曲线均呈下降趋势.四方晶格光子晶体与三角晶格相比，表面介质柱尺寸的变化范围更大，但能获取表面模式频率范围较小.
光子晶体 平面波展开法 带隙宽度 表面模 Photonic crystal Plane wave expansion method Band gap width Surface mode
四川大学 物理系辐射物理及技术教育部重点实验室,四川 成都 610064
采用原子簇嵌入模式的电荷自洽离散变分法(SCC-DV-Xα-ECM)对单斜型VO2的电子结构和光电性质进行了计算。计算结果表明,单斜型VO2带隙宽度为0.4411 eV,费米能级在带隙中间以上0.00365 eV靠近导带处,和实验数据符合得很好。单斜型VO2的总能(-568.18 eV)比金红石型VO2(-470.33 eV)小,说明外加能量如升高温度会使单斜型VO2相变至金红石型VO2。吸收系数在低频率段和实验情形符合得很好,光电导率在2.5-13.5 eV的变化趋势和其他的理论分析是一致的。
光电性质 带隙宽度 电荷自洽离散变分法 二氧化钒
为了更好地利用光子晶体的导光和滤波性质,采用时域有限差分方法研究了在光子晶体波导中引入复合层状介质柱缺陷后,复合层状介质层的材料在折射率、厚度等参量改变时,2维光子晶体透射率随入射光频率变化的关系。结果表明,随着介质柱半径及折射率的增大,透射谱中导带内出现更多模式的缺陷态,当介质柱半径接近光子晶体空气柱半径时,可以产生频率范围更大的导带,介质柱折射率比较大时,会在导带内形成窄的禁带。实际应用时可根据具体需要调节。该研究为利用光子晶体制作滤波器和光开关等器件提供了理论基础。
光电子学 层状介质缺陷 光子晶体 时域有限差分方法 带隙宽度 optoelectronics layered medium taper photonic crystals finite-difference time-domain method width of band gap
Author Affiliations
Abstract
School of Physical Electronics, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054
The relative band gap for a rhombus lattice photonic crystal is studied by plane wave expansion method and high frequency structure simulator (HFSS) simulation. General wave vectors in the first Briliouin zone are derived. The relative band gap as a function of air-filling factor and background material is investigated, respectively, and the nature of photonic band gap for different lattice angles is analyzed by the distribution of electric energy. These results would provide theoretical instruction for designing optical integrated devices using photonic crystal with a rhombus lattice.
光子晶体 菱形晶格 相对带隙宽度 空气填充率 相对介电常数 填充率 160.4670 Optical materials 230.0230 Optical devices 230.3120 Integrated optics devices 220.0220 Optical design and fabrication Chinese Optics Letters
2008, 6(4): 279
华中科技大学 光电子科学与技术学院，湖北 武汉 430074
采用平面波法(PWM)计算一维光子晶体的带隙结构。分别就构造一维光子晶体结构的高低折射膜层的介电常数及填充比(高折射膜层的厚度与晶体周期长度的比值)对禁带带隙宽度的影响作出分析。通过最小二乘曲线和曲面拟合得到带宽与介电常数或带宽与填充比的函数关系图，以确定最佳的禁带带宽，从而设计一维光子晶体的周期结构。对高低折射膜层为GaAs／空气组成的一维光子晶体，介电常数比约为13／1，当填充比为0．16时，计算得禁带带宽为0．2564×2πc／∧，禁带的中心频率为0．3478×2πc／∧，与实验数据吻合。
平面波法 光子禁带 带隙宽度 最小二乘曲线和曲面拟合 plane wave method photonic bandgap bandwidth least square curve and curved surface fitting
曲阜师范大学物理工程学院,山东,曲阜,273165
利用光学传输矩阵方法,模拟计算了由铁磁材料组成的一维光子晶体的光学传输特性.研究了能带结构随介质层厚度h(O ≤h≤0.5λ0 λ0=1.2×10-6m)变化的规律,并与相同周期结构的普通光子晶体的传输特性进行了比较.结果表明,当O.15λ0＜h＜0.165λ0时,铁磁光子晶体的带隙宽度略小于普通光子晶体的带隙宽度;在h取其他值时铁磁光子晶体的带隙宽度远远大于普通光子晶体的带隙宽度,并且在h=0.25λ0时存在最大值.这种结构的光子晶体通过掺杂有望在多通窄带滤波技术中得到广泛的应用.
光子晶体 铁磁材料 带隙宽度 传输矩阵
