基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器 被引量：16

1

作者 王荣 梁斌明 +1 位作者 张礼朝 庄松林 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期214-219,共6页

在二维矩形阵列结构硅光子晶体中去除中间一排硅柱形成线波导,在线波导右侧引入点缺陷。利用时域有限差分法(FDTD)模拟仿真以及数值分析研究线波导中光耦合特性,计算出两个通道的分光比,发现改变光子晶体的温度可以明显改变这两个通道... 在二维矩形阵列结构硅光子晶体中去除中间一排硅柱形成线波导,在线波导右侧引入点缺陷。利用时域有限差分法(FDTD)模拟仿真以及数值分析研究线波导中光耦合特性,计算出两个通道的分光比,发现改变光子晶体的温度可以明显改变这两个通道的光功率比。基于此结构,提出了一种新的光功率分配器,可以获得大范围的光功率比值,从1∶1～90∶1都可以通过改变光子晶体的温度来实现,并且当温度从0℃～200℃就可以实现这一功能,最后设计了一款三通道可调谐光功率分配器,通过调节两个点缺陷区域内温度来实现光功率的分配。 展开更多

关键词 光学器件 光子晶体 时域有限差分法 光功率分配器 点缺陷 光耦合特性

原文传递

二维点缺陷正方光子晶体的微腔结构 被引量：13

2

作者 陈松 王维彪 +4 位作者 梁静秋 夏玉学 雷达 曾乐勇 陈明 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期7-12,共6页

通过平面波展开法对由Al2O3介质棒在空气背景介质中构成含有点缺陷的二维正方光子晶体微腔结构进行研究，计算得出缺陷态能带以及缺陷态模场分布。缺陷模对应的电磁波波长为470—476nm。对该微腔结构的品质因数的求解，得出缺陷态光谱... 通过平面波展开法对由Al2O3介质棒在空气背景介质中构成含有点缺陷的二维正方光子晶体微腔结构进行研究，计算得出缺陷态能带以及缺陷态模场分布。缺陷模对应的电磁波波长为470—476nm。对该微腔结构的品质因数的求解，得出缺陷态光谱曲线。在光谱曲线中，随着传输波长的增大，将产生几个峰值，并且在475nm处的波动最为明显，反映出在475nm附近的电磁波段在缺陷处的光强较大。进一步利用全矢量等效折射率法研究该结构缺陷模频率的稳定性，得出等效折射率的变化曲线。从等效折射率变化曲线可以看出，当传输波长达到475nm时，该结构已经达到稳定传输的区域。含缺陷模的二维光子晶体微腔结构在光子晶体发光二极管以及高阈值半导体激光器等方面有着重要的应用价值。 展开更多

关键词 光子晶体 点缺陷 光子晶体微腔 等效折射率

下载PDF 职称材料

二维点缺陷三角晶格光子晶体的微腔结构 被引量：7

3

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2期114-118,共5页

通过平面波展开法对二维点缺陷三角晶格光子晶体的微腔结构进行研究,计算得出其色散图以及缺陷模分布。结果表明:缺陷模波长与微腔谐振波长基本吻合。利用FDTD模拟谐振波长波段的电磁波在光子晶体中传播的动态演化过程,并计算出局域模... 通过平面波展开法对二维点缺陷三角晶格光子晶体的微腔结构进行研究,计算得出其色散图以及缺陷模分布。结果表明:缺陷模波长与微腔谐振波长基本吻合。利用FDTD模拟谐振波长波段的电磁波在光子晶体中传播的动态演化过程,并计算出局域模的空间分布图。最后在有规律地改变缺陷周围介质柱半径的情况下实现谐振中心波长的可调性。 展开更多

关键词 光子晶体 点缺陷 光子晶体微腔 时域有限差分法

下载PDF 职称材料

光子晶体波分复用器的设计 被引量：7

4

作者 张通 孙晶 杨运兴 《光通信技术》 北大核心 2018年第3期33-35,共3页

点缺陷微腔因其具有选频功能在光子晶体滤波中被广泛应用。通过波导与四个不同参数微腔的耦合,实现了1530nm、1555nm、1580nm和1605nm四波长的波分解复用功能。结果表明,该器件仅通过调节微腔介质柱半径就可实现四波长平均透射率约为93... 点缺陷微腔因其具有选频功能在光子晶体滤波中被广泛应用。通过波导与四个不同参数微腔的耦合,实现了1530nm、1555nm、1580nm和1605nm四波长的波分解复用功能。结果表明,该器件仅通过调节微腔介质柱半径就可实现四波长平均透射率约为93%的高效输出,适用波长间距短、分辨率高且器件尺寸小,在光通信中具有潜在的应用价值。 展开更多

关键词 光子晶体点缺陷 共振耦合 波分复用器

下载PDF 职称材料

THz波段光子晶体谐振腔的特性分析 被引量：3

5

作者 周荣梅 陈鹤鸣 《光电子技术》 CAS 2007年第4期268-271,共4页

提出了一种适用于太赫兹器件的二维光子晶体谐振腔,分析了这种谐振腔的主要特性。采用平面波展开法进行仿真计算,通过改变二维光子晶体的晶格常数、介电常数比、填充率等研究其带隙结构、谐振频率在THz波段的变化规律。研究结果为THz波... 提出了一种适用于太赫兹器件的二维光子晶体谐振腔,分析了这种谐振腔的主要特性。采用平面波展开法进行仿真计算,通过改变二维光子晶体的晶格常数、介电常数比、填充率等研究其带隙结构、谐振频率在THz波段的变化规律。研究结果为THz波段器件的制作及THz系统的应用提供了理论依据。 展开更多

关键词 光子晶体 太赫兹 谐振腔 点缺陷 光子晶体带隙 平面波展开法

下载PDF 职称材料

基于数值模拟技术的光子晶体点缺陷透射特性分析 被引量：4

6

作者 赵年顺 官骏鸣 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2014年第4期181-185,共5页

采用基于时域有限差分技术的数值模拟方法,研究了二维正方晶格光子晶体点缺陷的透射谱。研究发现,减小或增大砷化镓介质棒半径均可以在能量禁带中形成缺陷模,且存在一一对应的关系,它们半径不同但具有相同的谐振频率。进一步发现两类缺... 采用基于时域有限差分技术的数值模拟方法,研究了二维正方晶格光子晶体点缺陷的透射谱。研究发现,减小或增大砷化镓介质棒半径均可以在能量禁带中形成缺陷模,且存在一一对应的关系,它们半径不同但具有相同的谐振频率。进一步发现两类缺陷场分布存在差异,减小缺陷半径会形成单模,增大缺陷半径会形成双重简并模,继续增大缺陷半径会形成多模。此外也发现两类缺陷对入射光的响应不同,前者对电场强度不敏感而后者反应明显。 展开更多

关键词 光学器件 光子晶体 时域有限差分 点缺陷 谐振频率

原文传递

复合缺陷光子晶体滤波器设计与数值研究 被引量：3

7

作者 陈颖 刘腾 +1 位作者 卢波 范卉青 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期172-175,共4页

为了消除光子晶体环形腔滤波器的多模特性，通过在环形腔的输出负载通道中引入点缺陷，提出了一种复合缺陷光子晶体滤波器结构。将线缺陷作为主波导，将环形腔和点缺陷相结合作为负载波导来实现对特定波长的滤波。分析了光子晶体整体介... 为了消除光子晶体环形腔滤波器的多模特性，通过在环形腔的输出负载通道中引入点缺陷，提出了一种复合缺陷光子晶体滤波器结构。将线缺陷作为主波导，将环形腔和点缺陷相结合作为负载波导来实现对特定波长的滤波。分析了光子晶体整体介质柱折射率、点缺陷的折射率以及点缺陷的尺寸对滤波器滤波特性的影响。令m—r-point／r，由数值模拟分析得出，当m取0～0．6时，B端口输出的滤波波长值没有发生改变，而在m∈[0．6，1．8]的合理区间范围内，若改变点缺陷介质柱半径，则可实现滤波器的单纵模滤波和滤波特性的可调谐，这将对多通道滤波器结构的设计提供有效的理论参考。 展开更多

关键词 光子晶体 滤波器 点缺陷 环形腔 复合缺陷

原文传递

点缺陷二维光子晶体波导的出射光集束 被引量：3

8

作者 冯先成 何岩 +1 位作者 司擎华 韵湘 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期40-43,共4页

光子晶体器件在高密度集成光通信中有广泛的应用,为解决光子晶体波导出射光场的空间控制,采用时域有限差分法分析光子晶体波导结构的缺陷传播特性,提出基于点缺陷优化波导结构,通过在波导出射口两侧加上点缺陷,出射光方向性有显著提高,... 光子晶体器件在高密度集成光通信中有广泛的应用,为解决光子晶体波导出射光场的空间控制,采用时域有限差分法分析光子晶体波导结构的缺陷传播特性,提出基于点缺陷优化波导结构,通过在波导出射口两侧加上点缺陷,出射光方向性有显著提高,实现三点光源干涉系统的光集束。模拟结果表明缺陷态越靠近能带结构中央,共振腔的耦合效率越高;相反,缺陷态越靠近能带结构边缘位置,则共振腔耦合效率越低,因此,选取禁带区域四分之一处对应的点缺陷,可以有效实现波导出射的光集束。 展开更多

关键词 二维光子晶体波导 出射光集束 点缺陷 共振腔 有限时域差分法

下载PDF 职称材料

含有缺陷的二维光子晶体能带特性 被引量：1

9

作者 李媛 刘胜杰 张晓帆 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1350-1354,共5页

为进一步研究有缺陷光子晶体的能带特性,并以此作为光子晶体器件的设计理论依据,利用倒易空间的概念,得到了正方晶格的最小布里渊区的分布.采用时域有限差分加B loch边界方法得到了二维光子晶体的能带特性,结合超元胞的方法计算了含有... 为进一步研究有缺陷光子晶体的能带特性,并以此作为光子晶体器件的设计理论依据,利用倒易空间的概念,得到了正方晶格的最小布里渊区的分布.采用时域有限差分加B loch边界方法得到了二维光子晶体的能带特性,结合超元胞的方法计算了含有点缺陷和线缺陷的光子晶体的特性,并且得到了缺陷模式的场分布,通过对能带特性的分析,将对光子晶体的研究从量子阱结构发展到了量子点结构. 展开更多

关键词 二维光子晶体 时域有限差分加Bloch边界方法 点缺陷 线缺陷

下载PDF 职称材料

二维函数光子晶体波导带隙和电场分布的调制 被引量：2

10

作者 刘晓静 张晓茹 +5 位作者 任明丽 潘庆 杨涪铨 刘晗 孟祥东 郭义庆 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2021年第1期148-155,共8页

在二维函数光子晶体波导中,研究介质柱介电常数对带隙结构的调制,以及波导中加入点缺陷时,点缺陷介质柱介电常数对电场分布和光传播方向的调制.结果表明:当二维函数光子晶体波导中不含点缺陷时,改变波导中介质柱介电常数的参数b和k值,... 在二维函数光子晶体波导中,研究介质柱介电常数对带隙结构的调制,以及波导中加入点缺陷时,点缺陷介质柱介电常数对电场分布和光传播方向的调制.结果表明:当二维函数光子晶体波导中不含点缺陷时,改变波导中介质柱介电常数的参数b和k值,可调节波导的禁带数目、禁带位置、缺陷模的数目和位置;当二维函数光子晶体波导中含点缺陷时,改变点缺陷介质柱介电常数的参数b和k值,可改变电场分布和光的传播方向. 展开更多

关键词 函数光子晶体波导 函数点缺陷 带隙结构 电场分布

下载PDF 职称材料

二维复式晶格完全带隙光子晶体缺陷频率的分析 被引量：2

11

作者 年秀芝 陈鹤鸣 《光学与光电技术》 2009年第4期23-26,共4页

提出了一种具有完全带隙的二维复式晶格光子晶体,该晶体是在二维正方形格子中,旋转截面为正方形的柱子,同时在每个原胞中心引入圆形截面的柱子而形成的,并在其中引入点缺陷。运用平面波展开法并结合超晶胞理论分析此缺陷态光子晶体的频... 提出了一种具有完全带隙的二维复式晶格光子晶体,该晶体是在二维正方形格子中,旋转截面为正方形的柱子,同时在每个原胞中心引入圆形截面的柱子而形成的,并在其中引入点缺陷。运用平面波展开法并结合超晶胞理论分析此缺陷态光子晶体的频率特性。仿真结果表明,通过调节缺陷的尺寸、角度等结构参量,可以改变缺陷态频率的位置,使TE和TM模缺陷态频率一致,TE模和TM模同时谐振,处于缺陷态频率的入射光就能够完全耦合进点缺陷,具有较高的耦合效率。这种结构的复式晶格完全带隙光子晶体为制作完全带隙光子晶体谐振腔提供了理论基础。 展开更多

关键词 光子晶体 复式晶格结构 完全带隙 点缺陷 平面波展开法 超晶胞

下载PDF 职称材料

三重晶格光子晶体方形点缺陷缺陷模特性研究 被引量：1

12

作者 孙会 陈鹤鸣 《计算机技术与发展》 2015年第2期181-184,共4页

文中提出一种新型三重三角晶格光子晶体,应用平面波展开法(PWM)分析其带隙结构,应用时域有限差分法(FDTD)研究方形点缺陷的尺寸和旋转角度对缺陷模特性的影响。仿真结果表明,该光子晶体的光子禁带处于THz波段范围内,且禁带宽度很宽,达到... 文中提出一种新型三重三角晶格光子晶体,应用平面波展开法(PWM)分析其带隙结构,应用时域有限差分法(FDTD)研究方形点缺陷的尺寸和旋转角度对缺陷模特性的影响。仿真结果表明,该光子晶体的光子禁带处于THz波段范围内,且禁带宽度很宽,达到0.195 62。当方形点缺陷旋转角度为10°时,改变点缺陷尺寸,此时缺陷模个数发生变化,并且随着点缺陷尺寸的增大,缺陷模波长往长波长方向移动;当方形点缺陷边长为22.5μm时,改变点缺陷旋转角度,此时缺陷模位置基本不变,但是缺陷模个数发生变化。 展开更多

关键词 光子晶体 三角晶格 点缺陷 模特性 方形 时域有限差分法 平面波展开法 旋转角度

下载PDF 职称材料

二维非线性光子晶体点缺陷的双稳态特性 被引量：1

13

作者 赵年顺 孙剑 《南昌工程学院学报》 CAS 2014年第3期50-53,57,共5页

采用时域有限差分技术分析了非线性光子晶体点缺陷的双稳态特性,选择一定频率失谐的连续波入射并观察透射现象.分析发现,当连续波功率增加到阈值点时透射率达到最大值.采用大功率脉冲辅助连续波的方式发现点缺陷的透射率一直处于高透射... 采用时域有限差分技术分析了非线性光子晶体点缺陷的双稳态特性,选择一定频率失谐的连续波入射并观察透射现象.分析发现,当连续波功率增加到阈值点时透射率达到最大值.采用大功率脉冲辅助连续波的方式发现点缺陷的透射率一直处于高透射状态,直至连续波功率下降到很低时,透射率才迅速下降.双稳态特性由频率失谐δ、缺陷谐振频率ω0及非线性系数n2等3个参数决定.采用空间电磁场的摄动理论验证所得结果与数值模拟结果一致. 展开更多

关键词 光子晶体 时域有限差分技术 点缺陷 光学双稳态

下载PDF 职称材料

光子晶体在半导体激光器中的应用 被引量：1

14

作者 郑婉华 任刚 +4 位作者 邢名欣 杜晓宇 王科 张冶金 陈良惠 《物理》 CAS 北大核心 2007年第8期619-625,共7页

激光的发明,将人类带入光通信、光存储、光显示的高科技文明中,随着高科技的不断发展、进步和应用范围的不断扩大,对激光的要求更高,例如低阈值、高效率、高亮度、高速、小体积、好的模式特性等,这些要求在现有的传统激光器理论及技术... 激光的发明,将人类带入光通信、光存储、光显示的高科技文明中,随着高科技的不断发展、进步和应用范围的不断扩大,对激光的要求更高,例如低阈值、高效率、高亮度、高速、小体积、好的模式特性等,这些要求在现有的传统激光器理论及技术中是难以达到的。但是当人们将光子晶体的理论与现有激光物理和技术相结合时,则有望突破传统激光器的性能瓶颈。例如,提高自发辐射速率,同时获得更高的自发辐射向受激辐射的耦合效率,实现激光器的无阈值工作;利用光子晶体对光子态的调制作用,可以获得比传统激光器大几个数量级的光学腔品质因子,大幅度提高激光的亮度、单色性;结合光子晶体微腔及其显著增加的光学腔品质因子,可以提高激光器的调制速率等,因此,人们预期光子晶体科学与技术将成为未来光电子领域发展的核心之一。文章介绍了光子晶体在半导体激光器中的应用,指出光子晶体科学技术引入发展了几十年的半导体激光器中,使半导体激光器展现出更加优异的性能。最后文章作者展望了光子晶体激光器的未来发展和应用的方向。 展开更多

关键词 光子晶体 激光器 点缺陷腔

原文传递

基于光子晶体的压力传感器特性分析 被引量：1

15

作者 赵年顺 《科技视界》 2015年第33期142-143,共2页

设计了二维光子晶体点缺陷厚板结构,利用压力使厚板透射谱发生变化的特性制作压力传感器。结果表明,压力可以使光子晶体厚板结构产生形变,从而使缺陷模透射谱位置发生移动。选取特定频率的连续波入射,它的透射率可以随着压力的变化而变... 设计了二维光子晶体点缺陷厚板结构,利用压力使厚板透射谱发生变化的特性制作压力传感器。结果表明,压力可以使光子晶体厚板结构产生形变,从而使缺陷模透射谱位置发生移动。选取特定频率的连续波入射,它的透射率可以随着压力的变化而变化。此结果为设计基于光子晶体点缺陷厚板的压力传感器器件提供参考。 展开更多

关键词 压力传感器 光子晶体 点缺陷 中心频率

下载PDF 职称材料

二维光子晶体可调谐光能量分配器研究

16

作者 赵年顺 李成 孙剑 《渭南师范学院学报》 2014年第19期17-21,共5页

在四方晶格排列的二维光子晶体中移除一排介质棒形成线缺陷波导,在线缺陷波导的下方引入点缺陷.采用基于时域有限差分技术(FDTD)的数值模拟方法分析光波在两个通道中的透射特性,发现点缺陷可以选择特定频率的光波导通.当在点缺陷区域引... 在四方晶格排列的二维光子晶体中移除一排介质棒形成线缺陷波导,在线缺陷波导的下方引入点缺陷.采用基于时域有限差分技术(FDTD)的数值模拟方法分析光波在两个通道中的透射特性,发现点缺陷可以选择特定频率的光波导通.当在点缺陷区域引入克尔非线性并选择具有一定频率失谐的光波入射时,从点缺陷波导输出的光透射率会随光功率的增大而增加,从而实现两个通道分光比的任意分配.该结论为设计光能量分配器提供了理论依据. 展开更多

关键词 光能量分配器 光子晶体 时域有限差分技术 点缺陷 线缺陷

下载PDF 职称材料

光子晶体点缺陷在入射光激励下的响应特性研究

17

作者 赵年顺 孙剑 《淮北师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2014年第2期33-37,共5页

研究了光子晶体点缺陷在入射光激励下的响应特性,通过理论分析可以获得点缺陷的透射谱.分析发现,非线性点缺陷的缺陷模在入射光的激励下发生动态移动,且满足两个特征:首先,入射光功率强度越大,缺陷模移动幅度越大.其次,整个缺陷模的透... 研究了光子晶体点缺陷在入射光激励下的响应特性,通过理论分析可以获得点缺陷的透射谱.分析发现,非线性点缺陷的缺陷模在入射光的激励下发生动态移动,且满足两个特征:首先,入射光功率强度越大,缺陷模移动幅度越大.其次,整个缺陷模的透射率随着功率强度的增大而降低.采用泵浦-探测技术的数值模拟方法可获得非线性点缺陷的动态特征.泵浦光和探测光可以选择不同频率以使缺陷模的特征比较清晰.所得现象与理论分析结果一致.该结论为该类光子晶体的应用提供理论依据. 展开更多

关键词 光学器件 泵浦探测 光子晶体 动态移动 点缺陷

下载PDF 职称材料

基于泵浦探测技术的非线性光子晶体点缺陷动态特性研究

18

作者 赵年顺 孙剑 《阜阳师范学院学报（自然科学版）》 2014年第2期22-25,共4页

通过基于时域有限差分技术的数值模拟平台分析了非线性光子晶体点缺陷缺陷模的动态移动特性,采用泵浦-探测法获得非线性点缺陷的透射谱。泵浦光和探测光选择不同的频率以确保探测光不对非线性缺陷模的动态移动特性产生干扰。分析发现,... 通过基于时域有限差分技术的数值模拟平台分析了非线性光子晶体点缺陷缺陷模的动态移动特性,采用泵浦-探测法获得非线性点缺陷的透射谱。泵浦光和探测光选择不同的频率以确保探测光不对非线性缺陷模的动态移动特性产生干扰。分析发现,非线性点缺陷的缺陷模在泵浦光的作用下动态移动,移动幅度不仅与泵浦光的能量有关还与泵浦光的频率有关。进一步地从理论上分析了非线性点缺陷的动态移动特性,所得结论与数值模拟结果一致。该结论为设计光子晶体全光器件提供重要参考。 展开更多

关键词 光学器件 泵浦探测 光子晶体 时域有限差分技术 点缺陷

下载PDF 职称材料

光子晶体耦合缺陷的透射特性研究

19

作者 赵年顺 孙剑 《通化师范学院学报》 2014年第10期45-48,共4页

研究了光子晶体非线性点缺陷耦合结构的非对称透射特性.研究目的是如何提高透射率对比度.采用耦合模理论展开分析并运用基于时域有限差分技术的数值模拟验证其结果.理论分析发现,单向透射行为取决于结构的不对称和介质的非线性.因结构... 研究了光子晶体非线性点缺陷耦合结构的非对称透射特性.研究目的是如何提高透射率对比度.采用耦合模理论展开分析并运用基于时域有限差分技术的数值模拟验证其结果.理论分析发现,单向透射行为取决于结构的不对称和介质的非线性.因结构的不对称、光能量耦合进缺陷的程度与入射方向有关,导致透射率有差异.增加光波频率失谐δ的数值,则透射率对比度增强.当两个点缺陷耦合后,进一步提高了透射率对比度.数值模拟所得结果与理论分析一致.该结论为全光二极管的设计提供了理论依据. 展开更多

关键词 全光二极管 耦合模理论 光子晶体 时域有限差分技术 点缺陷

下载PDF 职称材料

基于光子晶体的温控滤波器特性分析

20

作者 赵年顺 李成 《黄山学院学报》 2015年第5期40-43,共4页

从二维光子晶体薄膜结构出发,研究了光子晶体点缺陷的透射谱。研究发现改变缺陷微腔的半径可以调整缺陷模中心频率的位置。此外,缺陷微腔的折射率也对缺陷模频率位置产生影响。提出了在缺陷微腔填充高温度折射率系数材料,通过温度调控... 从二维光子晶体薄膜结构出发,研究了光子晶体点缺陷的透射谱。研究发现改变缺陷微腔的半径可以调整缺陷模中心频率的位置。此外,缺陷微腔的折射率也对缺陷模频率位置产生影响。提出了在缺陷微腔填充高温度折射率系数材料,通过温度调控缺陷微腔的折射率从而控制缺陷模频率的设想。采用数值模拟方法分析了结构的温度特性,结果证实了设计的合理性。此结果为设计基于光子晶体点缺陷薄膜的温控滤波器器件提供参考。 展开更多

关键词 滤波器 光子晶体 时域有限差分技术 点缺陷 中心频率

下载PDF 职称材料