1 宿州学院 信息工程学院, 安徽 宿州 2340001
2 安徽大学 电子信息工程学院, 安徽 合肥 230601
针对飞秒光脉冲全光纤化传输的需求, 研究了空心Bragg光纤单基模传输的特性。进而设计了一款空心Bragg光纤, 用于中心波长在1.550μm的飞秒脉冲单基模传输。为了解决空心Bragg光纤在工作窗口色散过大的问题, 通过合理的引入缺陷层调节空心Bragg光纤单基模传输的色散特性, 使其在工作窗口低色散或零色散传输。仿真结果表明, 空心Bragg光纤在1.45μm至1.65μm的带宽范围内都可以维持单基模、低色散或零色散传输, 完全满足脉宽为100飞秒的光脉冲全光纤化传输的需求。
飞秒脉冲传输 空心Bragg光纤 单基模 缺陷层 大带宽 低色散 femtosecond pulse transmission hollow Bragg fiber single fundamental mode defect layer broad-band low dispersion
1 南京航空航天大学理学院应用物理系, 江苏 南京 211106
2 南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 211106
提出了一种基于双缺陷一维光子晶体的非线性激光限幅方法。研究了光子晶体透射谱中心波长随双缺陷层折射率变化的规律,设计了适用于532 nm与1064 nm波长的非线性光子晶体激光限幅结构,实现了弱光的高透射和强光的高阻断效果。所设计的激光限幅结构为(AB)6CAC(AB)6双缺陷一维光子晶体,适用于532 nm的光子晶体结构中的三种介质A、B和C分别为金刚石、SrF2和CS3-68玻璃,对弱光的透过率为86.4%,对强光的透过率为0.02%;适用于1064 nm的光子晶体结构中的三种介质A、B和C分别为金刚石、CeF3和CdTe,对弱光的透过率为79.8%,对强光的透过率为0.3%。
非线性光学 光子晶体 缺陷层 激光限幅
1 安徽大学 江淮学院, 安徽 合肥 230061
2 安徽大学 电子信息工程学院, 安徽 合肥 230061
针对空心单模Bragg光纤在1.55μm附近表现出非常大的正色散, 研究了包层缺陷层对空心单模Bragg光纤色散的调节作用。利用光学软件FDTD Solutions对缺陷层空心单模Bragg光纤的模式耦合特性进行分析;对比分析普通空心单模Bragg光纤和缺陷层空心单模Bragg光纤的色散曲线;讨论了包层缺陷层结构参数对空心单模Bragg光纤的色散调节作用。
空心单模Bragg光纤 包层缺陷层 模式耦合 色散 色散调节 hollow single-mode bragg fiber defect layer mode coupling dispersion dispersion accommodation
南京信息工程大学物理与光电工程学院, 江苏 南京 210044
为实现一维光子晶体更优越的滤波特性引入渐变折射率缺陷层,可抑制某些特定频率的电磁波, 产生光子禁带。利用时域有限差分(FDTD)法严格求解麦克斯韦方程组,研究了缺陷层折射率变化为 抛物线型时对应的透射率谱线,分析了周期介质层的折射率比、厚度比及周期数对滤波性能的影响。 结果表明:增加折射率比,含梯度折射率缺陷层的一维光子晶体可实现更大的滤波带宽;改变厚度比 可影响透射峰位置;改变周期数可影响透射率。研究结果对提高光子晶体滤波器性能具有一定参考价值。
光子晶体 滤波特性 梯度折射率缺陷层 折射率比 厚度比 周期数 photonic crystal filtering characteristics gradient refractive index defect layer refractive index ratio thickness ratio periodic number
1 吉林师范大学物理学院, 吉林 四平 136000
2 淮北师范大学物理与电子信息学院, 安徽 淮北 235000
3 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049
用传输矩阵法对含缺陷层的一维光子晶体的吸收特性进行了系统的研究。取介质层为非金属介质，缺陷层为金属介质，给出实际材料构成的光子晶体吸收率与波长的关系曲线，又对任意介质构成的光子晶体吸收特性进行了研究，即分别研究了入射角的变化、缺陷层折射率虚部的变化、介质层折射率的变化、介质层厚度的变化以及光子晶体周期结构的变化对光子晶体吸收特性的影响，得到了一些有价值的结论。通过调节光子晶体的一些参数，就可以发现这些参数对光子晶体吸收率的影响，从而为光子晶体的设计和制备提供了重要的理论依据。
光电子学 光子晶体 吸收特性 缺陷层
1 中北大学理学院物理系
2 中北大学电子与计算机科学技术学院， 太原 030051
采用一维介电体系中处理光传播的方法—传输矩阵法，详细推导了含有缺陷层的异质镜像光子晶体(ABCCBA)PD(ABCCBA)Q中透射率的计算公式，并用Matlab编程模拟了异质三周期镜像光子晶体中无缺陷层和引入缺陷层D时，光子带隙的数目和带宽及缺陷模的数目和透射率随缺陷层位置、厚度、介质周期数的变化情况。模拟结果表明：对于此结构的光子晶体，当缺陷层位于中央位置、周期数N=8、10，厚度变化且为某些特定值时，其光子带隙数目、缺陷模数目及透射率有最佳值。这一研究为设计可调谐滤波器、多通道滤波器提供了重要的理论基础。
光子晶体 缺陷模 异质镜像 缺陷层 传输矩阵法 photonic crystal defect mode heterostructure mirror defect layer transfer matrix method
为了设计出具有特殊光学特性的晶体, 在不考虑色散的基础上, 采用传输矩阵法对缺陷层为增益介质的1维三元光子晶体的光学特性进行了理论分析和数值模拟, 主要研究了在0.242μm处能获得最大光放大时所对应的增益介质的厚度及光学常数, 并讨论了当中心波长变化时的光放大特点。结果表明, 当中心波长为0.3μm时, 中心波长两侧存在着对应的禁带, 改变缺陷层厚度及光学常数对该带隙结构的影响很小; 但通带边0.242μm波长处获得很强的光放大。这一结果为今后获得具有所需特征缺陷的光子晶体提供了理论指导。
材料 光子晶体 传输矩阵法 缺陷层 增益介质 光放大 materials photonic crystal transfer matrix method defect layer gain medium optical amplification
1 哈尔滨工程大学理学院, 黑龙江 哈尔滨150001
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春130033
一维液晶光子晶体在光滤波器、 低阈值激光器和光开关等领域有着很好的应用前景。 研究了一维液晶光子晶体的透射谱, 电压范围在0～10 V内, 光谱调谐范围约为50 nm, 透射峰半高宽为18 nm, 禁带宽度近400 nm。 进一步提出了非偏振光型液晶光子晶体, 设计了相互垂直0°扭曲取向的双液晶层一维液晶光子晶体器件。 双液晶层起到了对各向偏振光光程的补偿作用, 使得禁带中的两个透射峰合并为一个透射峰, 加强了光强度, 增强了滤波性能。
液晶 光子晶体 双缺陷层 偏振非敏感 Liquid crystal Photonic crystal Double defect layer Polarization-insensitive 光谱学与光谱分析
2010, 30(8): 2027
利用平面波展开方法研究了二维四方格子圆柱形介质光子晶体中线缺陷对光子禁带的影响.结果表明光子晶体中的缺陷层圆柱半径及缺陷层厚度对光子晶体禁带有显著影响.TE波的第一禁带宽度随着缺陷层半径的增加先增加后减小，禁带的中心位置随着缺陷层圆柱半径的增加而下降，禁带的数目也随着缺陷层圆柱半径的增加而明显变化.禁带的宽度随着缺陷层厚度与正常层厚度差别的增加而减小.
光子晶体 光子禁带 平面波展开法 缺陷层 photonic crystal photonic band gap plane wave expansion method defect layer
1 太原理工大学 新材料界面科学与工程教育部重点实验室
2 材料科学与工程学院,太原 030024
采用SiO2/CdSe构建了可见光波段一维光子晶体结构,并在其中引入LiTaO3缺陷层.利用传输矩阵法,分析了电磁波在无缺陷与含LiTaO3缺陷层两种光子晶体中的带隙结构,研究了缺陷层参量对光子晶体可见光波段带隙结构的影响规律.计算结果表明:LiTaO3的引入,有利于带隙宽度的增加,调整缺陷层结构参量,缺陷模的位置可在不同颜色区域出现,如红光、黄光等缺陷模.该结构有望用于制作可见光波段的滤波器.
光子晶体 缺陷层 可见光波段 传输矩阵法 Photonic crystals Defect mode Visible region Transfer matrix method
