武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，湖北 武汉 430081
基于能带理论设计了一种用于红外高反射的新型一维光子晶体。根据麦克斯韦方程的传输矩阵计算基础，得到了布洛赫波与入射光频率的色散关系，并由此构建了光子晶体能带结构。入射光波在介电常数周期变化结构中的布里渊区边界多次反射后会形成驻波，从而产生光子禁带。叠加3~5 μm和8~12 μm两种周期结构的光子晶体可以使光子禁带拓宽2.2×1013 Hz。在此基础上，选用折射率色散小的材料体系Si/ZnO设计并制备了13层一维光子晶体，该晶体在3~5 μm和8~12 μm红外波段的平均反射率在91.3%以上。实验结果与仿真结果吻合，验证了模型和理论的高可靠性。
薄膜 低层数光子晶体 传输矩阵 布里渊区边界 禁带宽度调控 红外高反射
新疆大学物理科学与技术学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
为了掌握光子晶体空气孔中液体质量分数对禁带宽度的影响,利用平面波展开法研究了由椭圆形空气孔介质周期性排列的长方晶格光子晶体在不同偏振模式下的禁带宽度。数值模拟显示:溶液的质量分数变化与光子晶体带隙宽度或输出功率变化接近线性关系,而线性相关程度受填充空气孔内液体质量分数的影响。进行了多组参数比对与优化,最终获得了线性度最高的禁带宽度和输出功率与溶液质量分数的对应关系。基于这个对应关系,提出了基于光子晶体带隙宽度测量的溶液质量分数检测方法。该方法可被应用于各蛋白质聚集探测、快速检测气体或液体质量分数、DNA检测等领域。
光子晶体 禁带宽度 质量分数 硝酸铜水溶液 拟合方程 photonic crystal band gap width mass fraction copper nitrate solutions fitting equation
1 国防科学技术大学 光电科学与工程学院， 长沙 410073
2 光电信息控制和安全技术重点实验室, 河北 三河 065201
用1064nm皮秒脉冲激光辐照PV型线阵HgCdTe探测器，随着激光能量的增大，探测单元出现了不同程度的损伤，发现了致损单元的反常响应现象，致损单元响区蓝移，对波长为1064nm的光响应灵敏度明显增强。结果表明：受损单元p型碲镉汞层出现汞析出现象后，受损光敏元碲镉汞材料组分和载流子浓度发生变化，pn结耗尽层宽度的变化导致pn结等效电阻变化，这是导致芯片损伤单元出现反常响应的主要因素。研究发现受损光敏元随着碲镉汞材料组分增大，碲镉汞材料能带禁带宽度增大，使探测器响区出现蓝移现象，这是损伤单元对波长为1064nm激光响应更加灵敏的主要原因。
HgCdTe线阵探测器 激光 反常响应 耗尽层电阻 响区蓝移 禁带宽度 HgCdTe linear array detector laser abnormal response depletion layer resistance response range blue shift band gap width
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
