作者单位
摘要
河北大学物理科学与技术学院,保定 071002
六方氮化硼(h-BN)晶格结构是一种类六方对称复式超晶格结构。具有h-BN晶格构型的光子晶体以其宽光子带隙特点受到国内外学者的广泛关注。本文利用不同尺度低压气体放电管与Al2O3介质棒周期性排列,构建了新型h-BN型超晶格等离子体光子晶体,实现其空间结构和等离子体参数的动态调控。利用微波透射谱对比研究了h-BN型超晶格与简单三角晶格等离子体光子晶体禁带位置、宽度和数目。分析了放电电流、介质棒阵列数对不同频段光子带隙的影响,以及电磁波入射角度对电磁传输特性的影响。结果表明:等离子体的引入不仅能够形成新的光子带隙,而且可以选择性地使部分禁带位置发生移动;相对于简单三角晶格,h-BN型超晶格等离子体光子晶体呈现出更多光子带隙;Al2O3介质棒阵列数对等离子体光子晶体禁带位置、宽度和数目均具有重要影响。电磁波入射角度变化越大,电磁传输特性差别越显著,透射谱相关性越差。本文所设计的新型h-BN型超晶格等离子体光子晶体为制作可调谐光子晶体提供了新的思路,在微波和太赫兹波控制领域具有潜在应用价值。
等离子体光子晶体 h-BN型超晶格 宽光子带隙 动态调控 微波透射谱 plasma photonic crystal h-BN superlattice wide photonic band gap dynamical modulation microwave transmission spectrum 
人工晶体学报
2023, 52(2): 252
作者单位
摘要
河北大学物理科学与技术学院,河北 保定 071002
利用独特设计的阵列-液体电极介质阻挡放电装置,率先获得了Lieb晶格等离子体光子晶体,并实现了其基元大小、形状和微观形貌的多自由度原位调控。采用光电倍增管对Lieb晶格等离子体光子晶体的时空动力学行为进行了时空分辨测量。基于有限元计算,对不同基元结构的Lieb晶格等离子体光子晶体的色散关系和能带变化规律进行了系统研究。结果表明:Lieb晶格等离子体光子晶体由两套不同四方子晶格相互嵌套形成,具有优异的时空稳定性和周期性;随着Lieb晶格基元构型的改变,光子带隙发生显著变化,形成了偶然简并的类狄拉克锥结构,以及不同频段的完全带隙和非完全带隙;基元的几何形状对光子带隙数目、位置和宽度均具有重要影响。
材料 光子带隙材料 介质阻挡放电 等离子体光子晶体 Lieb晶格 基元形貌 
光学学报
2023, 43(4): 0416001
作者单位
摘要
河北大学物理科学与技术学院,河北 保定 071002
采用液体电极介质阻挡放电装置,对不同填充比环形等离子体光子晶体(APPCs)进行了系统研究。实现了等离子体柱半径动态可调、时空高度对称的APPCs,并能有效调控其基元微结构。基于实验结果,利用二维有限元计算,研究了不同APPCs的色散关系,分析了等离子体柱半径对能带位置和带隙宽度的影响。结果表明,随等离子体柱半径增大,能带结构由不完全带隙转化为完全带隙,带隙宽度随之增大。环形结构基元的设计使等离子体光子晶体(PPCs)具有易于实现宽带隙能带结构的优异特性,其形成完全带隙的等离子体柱半径阈值显著低于常规PPCs。在相同等离子体柱半径下,APPCs的带隙宽度明显大于常规PPCs。提出的等离子体填充比可调的APPCs,为能带结构的优化设计提供了更多可能,同时为设计新型可调谐光子晶体以及开发宽带隙、高度集成光子器件带来启示。
光学器件 介质阻挡放电 环形等离子体光子晶体 能带结构 填充比 
激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1323002

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