含色散介质的一维光子晶体微腔的光学特性和模式调节 被引量：17

1

作者 王宏 欧阳征标 +1 位作者 韩艳玲 阮双琛 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期940-945,共6页

采用时域有限差分(FDTD)法计算了含色散介质一维光子晶体微腔的透射谱,研究了缺陷模的频移特性。通过与无色散光子晶体微腔透射谱相比较,发现了介质色散导致的缺陷模频移现象,并详细地分析了中心频率、色散强度和衰减系数等色散介质参... 采用时域有限差分(FDTD)法计算了含色散介质一维光子晶体微腔的透射谱,研究了缺陷模的频移特性。通过与无色散光子晶体微腔透射谱相比较,发现了介质色散导致的缺陷模频移现象,并详细地分析了中心频率、色散强度和衰减系数等色散介质参量和缺陷模频移的依赖关系。模拟结果显示,缺陷模的频移决定于中心频率、色散强度和衰减系数等色散介质参量的大小,通过合理的调节这些参量,可以有效地调节缺陷模的频率。 展开更多

关键词 光电子学 光子晶体 时域有限差分法 微腔 模式调节

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一维光子晶体微谐振腔的调谐特性与品质因子 被引量：12

2

作者 王媛媛 何晓东 +2 位作者 胡贵军 全薇 吴冰冰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期285-288,共4页

利用传输矩阵法研究了对称结构和非对称结构一维光子晶体微谐振腔的调谐特性和品质因子.研究发现:当缺陷层光学厚度增加时,缺陷模中心波长也会随着增加即向长波方向移动,微谐振腔的调谐特性与缺陷层两边介质的折射率有关;相比于对称结构... 利用传输矩阵法研究了对称结构和非对称结构一维光子晶体微谐振腔的调谐特性和品质因子.研究发现:当缺陷层光学厚度增加时,缺陷模中心波长也会随着增加即向长波方向移动,微谐振腔的调谐特性与缺陷层两边介质的折射率有关;相比于对称结构,非对称结构能在较小的缺陷层光学厚度变化范围内实现较大波长范围的线性调谐;品质因子随缺陷层厚度的增加先增大后减小,在缺陷模中心波长为λ0时可达最大值;高低折射率介质层的排布对微谐振腔品质因子有影响. 展开更多

关键词 光子晶体 微谐振腔 缺陷模 调谐特性 品质因子

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消逝场耦合圆柱形微腔中回音壁模式结构的实验研究 被引量：11

3

作者 杨睿 於文华 +2 位作者 鲍洋 张远宪 普小云 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期6412-6418,共7页

采用石英圆柱形微腔与锥形光纤通过消逝场耦合的方式,在实验上观察到了不同半径的柱形微腔中清晰的回音壁模式,耦合效率接近10%.利用柱形微腔回音壁模式位置和间隔的解析近似公式,对实验所得的透射光谱做了模式的精确标定,共振波长的实... 采用石英圆柱形微腔与锥形光纤通过消逝场耦合的方式,在实验上观察到了不同半径的柱形微腔中清晰的回音壁模式,耦合效率接近10%.利用柱形微腔回音壁模式位置和间隔的解析近似公式,对实验所得的透射光谱做了模式的精确标定,共振波长的实验值和标定值间的误差小于0.05 nm.引入回音壁模式的"模场半径"概念,由"模场半径"计算出的模式间隔和实验测量值之间符合很好.利用透射光谱中的共振波长和理论标定波长间的差值,得到了实验光谱范围内(1295—1320 nm)石英光纤的色散曲线,折射率精度达10-5. 展开更多

关键词 圆柱形微腔 回音壁模式 模式标定 模场半径

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消逝波激励的双波段光纤回音壁模式激光辐射 被引量：7

4

作者 普小云 白然 +2 位作者 向文丽 杜飞 江楠 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期3923-3928,共6页

将石英光纤浸入低折射率的染料溶液中后构成圆柱形微腔.采用轴向光抽运消逝波激励激光增益的方式,使增益区域局限在圆柱形微腔回音壁模式的模场区域内,由此显著地提高了抽运效率,增加了沿光纤轴向的增益长度.在一根石英光纤的轴向分段... 将石英光纤浸入低折射率的染料溶液中后构成圆柱形微腔.采用轴向光抽运消逝波激励激光增益的方式,使增益区域局限在圆柱形微腔回音壁模式的模场区域内,由此显著地提高了抽运效率,增加了沿光纤轴向的增益长度.在一根石英光纤的轴向分段填入浓度同为2×10-3mol/L的罗丹明6G和罗丹明B乙醇溶液,在567—576nm和592—600nm的两个波长范围内同时获得回音壁模式的激光辐射;分段填入浓度为8×10-4和8×10-3mol/L的罗丹明B乙醇溶液,在588—595nm和600—618nm的两个波长范围内同时获得回音壁模式的激光辐射.在同一根光纤中实现了两种不同波长范围的回音壁模式激光辐射,由此形成一种新型的光纤激光器———双波段回音壁模式光纤激光器. 展开更多

关键词 消逝波激励 圆柱形微腔 回音壁模式 双波段激光辐射

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混合光子晶体等离子激元纳米微腔 被引量：5

5

作者 童凯 张振国 +2 位作者 卢建如 李汉卿 高鹏耀 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期163-168,共6页

构建了一种三层混合光子晶体等离子体激元结构,分别为金属银(Ag)层,低折射率二氧化硅(SiO2)层和二维光子晶体层。这种混合光子晶体等离子体激元结构具有明显的横磁模(TM)模式带隙。在二维的光子晶体层的中心引入一个单元胞缺陷,形成缺... 构建了一种三层混合光子晶体等离子体激元结构,分别为金属银(Ag)层,低折射率二氧化硅(SiO2)层和二维光子晶体层。这种混合光子晶体等离子体激元结构具有明显的横磁模(TM)模式带隙。在二维的光子晶体层的中心引入一个单元胞缺陷,形成缺陷腔结构。这种纳米尺度的光子晶体等离子体微腔的体积远小于传统介质的光学微腔,光子能量可以很好地被局域到低折射率层,实现了深亚波长尺度下的对光的限制。通过改变该混合光子晶体等离子激元结构的参数,利用三维时域有限差分(3D-FDTD)方法,分析了这种混合光子晶体等离子微腔结构的光学特性。分析表明:这种纳米微腔具有极小的模式体积0.0141(λ/n)3和高的Q/V值。 展开更多

关键词 光学器件 表面等离子体 光子晶体 纳米微腔 模式体积

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集成微光学陀螺研究现状、发展趋势和挑战

6

作者 邹康 曲天良 张熙 《飞控与探测》 2024年第2期73-87,共15页

随着集成光子学和微纳工艺的飞速发展,微光学陀螺以其在芯片化、集成化上的优势广泛应用于下一代高精度小型化惯性导航系统中,在国防武器、微型飞行器以及无人机器控制等领域发挥重要作用。充分调研了国内外微光学陀螺研制方案及研究现... 随着集成光子学和微纳工艺的飞速发展,微光学陀螺以其在芯片化、集成化上的优势广泛应用于下一代高精度小型化惯性导航系统中,在国防武器、微型飞行器以及无人机器控制等领域发挥重要作用。充分调研了国内外微光学陀螺研制方案及研究现状,介绍了包括干涉式、谐振式、布里渊散射式光学陀螺以及微光机电陀螺等四类微光学陀螺的工作原理和性能指标;光学微腔作为微光学陀螺中角速度核心敏感器件,其性能直接决定着陀螺系统精度指标,因此充分论述了氮化硅波导以及回音壁模式等新体制微腔的特性及优点,并针对其传输损耗、品质因子和陀螺性能等指标进行了对比和分析;最后总结了微光学陀螺芯片化的发展趋势以及在分立元器件性能提升、系统耦合与封装上遇到的机遇和挑战。 展开更多

关键词 微光学陀螺 集成光子学 光学微腔 氮化硅波导 回音壁模式

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基于PDMS增敏空芯微瓶谐振腔的高灵敏温度传感器

7

作者 梁中伟 陈彧芳 +3 位作者 鹿姚 陈新玉 汪静丽 万洪丹 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期174-181,共8页

提出并实现了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)增敏空芯微瓶谐振腔(PS-HCMR)的高灵敏温度传感器。采用提拉镀膜法在高Q值(~7.83×10^(7))PS-HCMR表面均匀涂敷一层PDMS薄膜以实现热敏功能化,基于PS-HCMR回音壁模共振谱的热敏感性以及PDM... 提出并实现了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)增敏空芯微瓶谐振腔(PS-HCMR)的高灵敏温度传感器。采用提拉镀膜法在高Q值(~7.83×10^(7))PS-HCMR表面均匀涂敷一层PDMS薄膜以实现热敏功能化,基于PS-HCMR回音壁模共振谱的热敏感性以及PDMS的高热光效应和热膨胀效应,实现了对温度信号的高灵敏度感知与测量。实验结果表明:当膜层厚度为150μm时,温度灵敏度可达0.127 nm·℃^(-1),相比于纯SiO_(2)HCMR提高了32倍。所提出的PS-HCMR的温度传感器具有灵敏度高、制备简单、结构紧凑等优势,在工业化控制、电力系统、环境监测等领域中具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 传感器 微腔 聚二甲基硅氧烷 增敏空芯微瓶谐振腔 回音壁模式 热光效应 温度灵敏度

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弯曲氧化锌微米线微腔中的回音壁模 被引量：1

8

作者 邱康生 赵彦辉 +2 位作者 刘相波 冯宝华 许秀来 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第17期316-320,共5页

本文用微区共聚焦荧光光学显微镜在垂直于氧化锌微米线c轴的方向测量微米线上不同位置的光谱,通过对比直的和弯曲的微米线上TE和TM偏振的光谱,观察到了弯曲氧化锌微米线中不同位置的回音壁模式的移动,其机理是在弯曲应力作用下激子能级... 本文用微区共聚焦荧光光学显微镜在垂直于氧化锌微米线c轴的方向测量微米线上不同位置的光谱,通过对比直的和弯曲的微米线上TE和TM偏振的光谱,观察到了弯曲氧化锌微米线中不同位置的回音壁模式的移动,其机理是在弯曲应力作用下激子能级发生了移动,带边附近的介电常数也随之变化,导致微腔中的回音壁模式发生移动. 展开更多

关键词 氧化锌微米线 光学微腔 回音壁模 应力

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实施圆球微腔特性试验的优化方案探索

9

作者 葛羽屏 纪江明 +1 位作者 刘东红 林滔 《光散射学报》 北大核心 2009年第2期121-124,共4页

研究圆球微腔传感应用的详细实验过程,给出传感特性验证通用的优化实验方案。微球与环境的折射率差别越小,半径越小,其灵敏度越高。加工时应使用高精度热源为佳,并进行CCD监视,融化形成球立即停止加热。提出了圆球微腔用作测试水蒸汽的... 研究圆球微腔传感应用的详细实验过程,给出传感特性验证通用的优化实验方案。微球与环境的折射率差别越小,半径越小,其灵敏度越高。加工时应使用高精度热源为佳,并进行CCD监视,融化形成球立即停止加热。提出了圆球微腔用作测试水蒸汽的湿敏传感器的应用方向。 展开更多

关键词 微腔 光纤 微球 耦合 传感器 回音壁模式

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消逝波增益耦合球形微腔中的受激拉曼散射

10

作者 普小云 陈天江 《云南民族大学学报（自然科学版）》 CAS 2011年第5期406-408,416,共4页

针对球形微腔能否将腔外介质的拉曼增益耦合到腔内,并在微腔回音壁模式的支持下形成腔外介质的受激拉曼辐射的问题,通过石英球腔在纯水中的受激拉曼散射实验,首次观察到水的拉曼增益确实可以通过消逝场耦合进入球腔,并在腔内形成拉曼光... 针对球形微腔能否将腔外介质的拉曼增益耦合到腔内,并在微腔回音壁模式的支持下形成腔外介质的受激拉曼辐射的问题,通过石英球腔在纯水中的受激拉曼散射实验,首次观察到水的拉曼增益确实可以通过消逝场耦合进入球腔,并在腔内形成拉曼光的受激辐射放大. 展开更多

关键词 微型球腔 回音壁模式 消逝场 受激拉曼散射

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微球湿度传感的模拟和实验研究(英文)

11

作者 葛羽屏 《光散射学报》 北大核心 2013年第1期8-12,共5页

详细研究了微球传感应用领域的机制和过程,并给出了优化其传感特性的实验方案。同时研究了微球水汽传感应用的可行性。对两个不同的腔环境(水汽和无水汽)中微球的透射谱分别进行了分析。在实验之前,还进行了软件仿真。在两种情况下,仿... 详细研究了微球传感应用领域的机制和过程,并给出了优化其传感特性的实验方案。同时研究了微球水汽传感应用的可行性。对两个不同的腔环境(水汽和无水汽)中微球的透射谱分别进行了分析。在实验之前,还进行了软件仿真。在两种情况下,仿真结果和实验得出的透射谱都发生了显著变化,这验证了微球对湿度的敏感性。 展开更多

关键词 微腔 光纤 传感器 BeamProp软件 回音壁模式

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基于磁光光子晶体的可分离读写存储器设计

12

作者 方云团 倪悦心 孙雯雯 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期325-329,共5页

为了把磁光光子晶体应用到读写存储器的设计中,基于磁光光子晶体单向边界模式特性构建能存储电磁信号的闭合回路,并在该回路一侧预设一个微腔.另外再设计一个同样的闭合回路.结果表明,当2个包含闭合回路的结构合并时,前面闭合回路的电... 为了把磁光光子晶体应用到读写存储器的设计中,基于磁光光子晶体单向边界模式特性构建能存储电磁信号的闭合回路,并在该回路一侧预设一个微腔.另外再设计一个同样的闭合回路.结果表明,当2个包含闭合回路的结构合并时,前面闭合回路的电磁信号通过微腔的耦合从中取出,写入了后面的闭合回路;反过来,利用同样的方式也可以把电磁信号从后面的回路写入前面的回路.因此,通过2个闭合回路的相互读写,设计的结构可实现合并时读写、分离时存储的功能.本研究拓展了磁光光子晶体的应用范围,为存储器的设计提供了新的思路. 展开更多

关键词 可分离读写存储器 材料 磁光光子晶体 单向边界模式 微腔模式

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毛细管内嵌微球谐振腔的温度传感特性研究 被引量：3

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作者 孙航 刘笑尘 +3 位作者 王梓杰 余洋 杨勇 张小贝 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期926-931,共6页

对基于毛细管的微球谐振腔耦合器件的耦合机理与温度传感特性进行了研究。微球支持较多的高阶模式,易与石英毛细管模式满足相位匹配条件,因此微球回音壁模式会被激发。使用钛酸钡微球进行了温度传感实验,为进一步提升传感的灵敏度,采用... 对基于毛细管的微球谐振腔耦合器件的耦合机理与温度传感特性进行了研究。微球支持较多的高阶模式,易与石英毛细管模式满足相位匹配条件,因此微球回音壁模式会被激发。使用钛酸钡微球进行了温度传感实验,为进一步提升传感的灵敏度,采用聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)微球进行了温度传感实验。实验结果表明,PMMA微球温度传感灵敏度可达83.9 pm/℃,约为钛酸钡微球温度传感灵敏度的8倍,在提升温度传感灵敏度方面具有重要作用。 展开更多

关键词 光纤光学 微球谐振腔 石英毛细管 回音壁模式 温度传感

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微腔半导体激光器的多模行为 被引量：2

14

作者 丁文革 郑云龙 王英龙 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 1998年第3期243-245,共3页

采用数值模似的方法讨论了微腔半导体激光器的多模行为。结果表明，通过调整微腔的结构，使激射模频率落在有源介质的增益谱峰处，并且使自发发射进入该模式的效率尽量大，可实现微腔半导体激光器的单模输出。

关键词 微腔 半导体激光器 多模行为

全文增补中

一维三元光子晶体微腔中模式竞争特性的研究 被引量：2

15

作者 黎根 刘正东 +1 位作者 赵顺才 郑军 《量子光学学报》 CSCD 北大核心 2010年第4期294-299,共6页

用传输矩阵的方法研究了一维三元光子晶体带增益介质微腔的传输特性,结果显示透射谱有模式竞争的特性。发现透射主峰的中心波长和ZnO增益介质层厚度互相匹配。在其他参数合适的情况下,改变ZnO增益介质层厚度,透射主峰的中心波长也相应... 用传输矩阵的方法研究了一维三元光子晶体带增益介质微腔的传输特性,结果显示透射谱有模式竞争的特性。发现透射主峰的中心波长和ZnO增益介质层厚度互相匹配。在其他参数合适的情况下,改变ZnO增益介质层厚度,透射主峰的中心波长也相应改变。另外,增大光子晶体介质层数目或是增大泵浦光强度,模式竞争现象更加明显。 展开更多

关键词 一维三元光子晶体 微腔 模式竞争 传输矩阵法

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氮化镓基异质结构光子晶体微腔特性研究 被引量：1

16

作者 沈威 徐许 +1 位作者 高宏伟 刘启发 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第24期3097-3104,共8页

本论文提出了氮化镓基有源体系的异质结构光子晶体谐振腔,以实现高品质因子和小模场体积的有源集成蓝光谐振。通过能带分析,明确了异质结构光子晶体谐振腔的工作机理。基于光子晶体的能带带边和带隙原理,实现了光子面内反馈、高品质因... 本论文提出了氮化镓基有源体系的异质结构光子晶体谐振腔,以实现高品质因子和小模场体积的有源集成蓝光谐振。通过能带分析,明确了异质结构光子晶体谐振腔的工作机理。基于光子晶体的能带带边和带隙原理,实现了光子面内反馈、高品质因子谐振和面外垂直发射。基于时域有限差分方法,研究了核心区和包层区不同谐振腔参数下的谐振特性。讨论了微腔结构与谐振品质因子、腔损耗、谐振频率及模场体积等的影响关系。研究表明,通过异质结构可以有效地降低面内谐振损耗,实现了有源集成型蓝光波段的Purcell因子达到769,模场体积为0.7(λ/n)3。该研究为蓝光波段高Q/Vm谐振腔的设计开辟了道路,同时为具备优异谐振特性的异质结构光子晶体微腔的研究奠定了方法和理论基础。 展开更多

关键词 异质结构光子晶体微腔 有限时域差分 品质因子 模场体积 面内反馈

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分析不同边长光学微腔内横模模场分布

17

作者 霍海燕 《内蒙古石油化工》 CAS 2012年第17期68-69,共2页

本论文使用FullWAVE4.0软件中的二维FDTD法模拟了有效折射率为3.2,对边长为5μm和边长为3μm的等边三角形光学微腔模式分布状况。对腔内的横模模场进行分析,发现边长为5μm的等边三角形微腔和边长为3μm的等边三角形微腔在低阶模时,光... 本论文使用FullWAVE4.0软件中的二维FDTD法模拟了有效折射率为3.2,对边长为5μm和边长为3μm的等边三角形光学微腔模式分布状况。对腔内的横模模场进行分析,发现边长为5μm的等边三角形微腔和边长为3μm的等边三角形微腔在低阶模时,光线在三角形边界上几乎发生全反射,但随着模阶数的增大光线的透射逐渐增强,能量损失逐渐变大,在腔内很难形成稳定的模式分布,这说明这两种边长的等边三角形微腔是有利于基模工作。并比较两种边长的等边三角形光学微腔模场分布状况,分析了可能导致的几个原因。 展开更多

关键词 光学微腔 时域有限差分法 等边三角形微腔 模式匹配方法

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量子阱微腔激光器中TE和TM模自发发射的差异

18

作者 赵红东 张以谟 周革 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 CSCD 2000年第1期69-71,共3页

利用金属镜面微腔激光器中真空场和量子阱中电子态函数,对比了TE模和TM模的自发发射谱.发现腔长为半个波长的微腔激光器可以增进TE模垂直方向的自发发射,同时TM模却得到很大抑制,并且它们总的自发发射也存在差异.

关键词 微腔激光器 TE模 TM模 自发发射 量子阱激光器

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介质层厚度无序对Bragg微腔模式的影响(英文)

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作者 郑改革 史林兴 +2 位作者 王海娇 蒋立勇 李相银 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期587-591,共5页

采用本征模展开法(EME)结合完全匹配层(PML)边界条件,研究了由TiO2和SiO2复合膜结构组成的平面光子晶体Bragg微腔的模式特性,分析了介质厚度无序对微腔模式的调制以及入射角对局域长度的影响.结果表明,若光束正入射,带边局域长度要大于... 采用本征模展开法(EME)结合完全匹配层(PML)边界条件,研究了由TiO2和SiO2复合膜结构组成的平面光子晶体Bragg微腔的模式特性,分析了介质厚度无序对微腔模式的调制以及入射角对局域长度的影响.结果表明,若光束正入射,带边局域长度要大于禁带局域长度,随着无序度的增加光子通带的透过率逐渐降低,而禁带的透过率逐渐上升.当无序度较小时,局域长度随随机度的变化在带边和禁带内表现出相反的规律.当无序度较大时,局域长度不仅和随机度、带隙有关,还受到材料的影响;若光束斜入射,TE模的局域长度要远小于TM模对应的值,且其最小值向短波方向移动。此外,入射角和膜层数的变化都会导致局域长度的起伏. 展开更多

关键词 布拉格微腔 本征模展开法 完全匹配层边界条件 厚度无序

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