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摘要

近年来,表面等离激元(SP)增强的金属纳米结构中热载流子产生、传输和收集得到了广泛而深入的研究。其中,利用电子隧穿和热发射效应实现的全新光电转换机制,结合平面化制作和CMOS兼容集成等,有望成为硅基红外光电探测的备选方案。目前这类探测器主要为金属-半导体肖特基结的光伏型器件,其光电响应较弱。为此,报道了一种基于金属-硅复合无序纳米结构的光电导器件,得益于无序表面等离激元局域热点效应和多叉指金属-

PDF全文 中国激光 | 2020,47(11):1113002
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摘要

设计了可聚焦红绿蓝三色光的偏振复用超表面器件。该器件通过几何相位原理调整二氧化钛纳米柱的旋转角以实现对入射光场的调控,仅使用三种不同尺寸的纳米柱便可获得较高的偏振转换效率。通过将三色光分别聚焦至同一焦平面的不同位置处,基于偏振响应特性实现了焦点位置可控。所设计的超表面器件可作为紧凑型光学器件应用在便携式成像系统、偏振器件和加密信息传输等领域。

PDF全文 中国激光 | 2020,47(11):1113001
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摘要

Sagnac干涉仪在光学滤波领域有着重要应用。基于三维氮化硅波导平台,利用双层的多微环系统实现了新型类Sagnac谐振滤波系统,其中底层主微环腔分别与顶层输入/输出波导和单/双子微环实现了反馈耦合。光经耦合区域产生了两束相向传输并互相干涉的光波,从而实现了滤波波形和谐振峰位可调的滤波结构。基于传输矩阵和迭代方法分析输出光谱,通过改变波导与微腔的耦合系数设计输出光谱波形,利用金属加热电极调制主微腔

PDF全文 中国激光 | 2020,47(11):1113003
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摘要

利用原子力显微镜(AFM)、荧光显微成像系统以及时间分辨单光子计数(TCSPC)系统,对金纳米球(AuNS)-银纳米线(AgNW)耦合结构纳米间隙内的量子点荧光自发辐射增强以及表面等离激元(SPP)传导特性进行研究。实验使用两种方式实现了金纳米球和银纳米线间的耦合。第一种方式为:将金纳米球和量子点的混合溶液及银纳米线溶液依次涂覆到SiO2基片上,寻找随机存在的金纳米球-银纳米线耦合结构。第二种方式为:利用AFM进行纳米

PDF全文 中国激光 | 2020,47(10):1013001
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摘要

在完整的二维正方晶格硅中引入线缺陷和点缺陷,利用波导耦合和线性干涉,提出一种基于二维光子晶体的三输入全光逻辑“与”门。利用平面波展开法和时域有限差分法对所提与门进行仿真研究。结果表明,所提与门在波长为1544~1555 nm时对比度不小于3.5 dB,响应时间达到亚皮秒量级,点缺陷偏移介质柱可以横向偏移的范围为0.06~0.19 μm。本方案结构简单、工作波长范围较宽、响应时间较快,能实现三输入情况下的逻辑与。

PDF全文 中国激光 | 2020,47(10):1013002
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摘要

利用TiN纳米粒子对CdSe量子点和多孔Al2O3薄膜构成的异质结的表面荧光增强效应进行了实验研究。采用电化学沉积的方法,将TiN纳米粒子沉积于多孔Al2O3薄膜表面,再将胶体CdSe量子点自组装于TiN/Al2O3薄膜的表面,进而制备了CdSe/TiN/Al2O3异质结。同时,利用扫描近场光学显微镜测量了CdSe/TiN/Al2O3异质结的表面增强荧光效应。结果表明,由于TiN具有良好的电子传输特性,提高了CdSe量子点和多孔Al2O3薄膜之间的光生电

PDF全文 中国激光 | 2020,47(09):0913001
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摘要

基于传输矩阵法,通过计算一维有限光子结构的阻抗,研究了由反转对称层状光子结构构成的组合结构中界面态存在的条件。对于分别由反转对称中心不同的元胞构成的两个光子结构而言,其阻抗虚部在所有奇数带隙内符号相反,在偶数带隙内符号相同,因此两个反转对称结构存在阻抗虚部之和在奇数带隙内为零的特征频率,由两个光子结构构成的组合结构在该特征频率处存在一个界面态,同时整个组合结构的阻抗虚部在该特征频率处

PDF全文 中国激光 | 2020,47(08):0813001
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摘要

基于表面等离子体极化激元的传输特性和周期性光子晶体的光学特性,提出了一种在亚波长介质光栅-金属Ag薄膜结构中产生离散态,在周期性光子晶体结构中产生连续态的亚波长介质光栅-金属Ag薄膜-周期性光子晶体混合结构。通过对该结构进行理论分析和传输特性研究,阐述了该结构中Fano共振产生的机理,建立了基于角度调制的Fano共振传感结构模型,并定量分析了结构参数对反射光谱曲线的影响。结果表明:当周期性光子晶体

PDF全文 中国激光 | 2020,47(04):0413001
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摘要

设计了一种金属三角肋和增益介质三角肋完全对称并带有圆柱形空气缝隙的新型混合等离子体波导结构。采用COMSOL Multiphysics软件,分别仿真了波导的二维和三维耦合电场分布模型,并基于有限元法分析了波导的模式特性。研究结果表明:当工作波长为1550 nm时,设计的波导结构具有很强的光场约束能力、超长的传输距离、超低的传输损耗和增益阈值。对波导的结构参数进行了优化,当波导的有效模场面积达到0.0022λ2时,波

PDF全文 中国激光 | 2020,47(03):0313001
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摘要

利用3+3光束双锥干涉法设计了双周期渐变光子晶体结构阵列,并研究了它的纳米聚焦效应。通过调整内锥角和内外锥的增量角来改变光子晶体晶格的小周期及光子阵列的大周期,通过调整光束强度、偏振方向来实现渐变光子晶体晶格结构、形状等参数的改变。采用傅里叶变换的方法研究了光子晶体结构对光场的纳米聚焦效应。该结构对于提高发光二极管的提取效率、光显示、光耦合及光集成具有非常重要的意义。

PDF全文 中国激光 | 2020,47(01):0113001
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