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含液晶层光子晶体的应用研究
光子晶体 5CB 液晶 传输矩阵 开关
2016/8/31
在由高纯硅和5CB 液晶组成的光子晶体中，掺杂一装有电极的5CB 液晶层作为调制层，由此构成了一针对特定波长（900 nm）的光子晶体开关。利用传输矩阵计算了其透射谱，结果表明：控制调制层上电压的有无就可以实现透射峰中心的移动，从而达到该开关的通断，当调制电压小于5V，还可以准确控制透射峰的中心位置。周期数增加，透射峰的中心位置保持不变，但其半峰全宽度变窄。该开关的结构周期以6~7 为宜，且有一定...
采用改进的全矢量有效折射率法和耦合模理论，研究了光子晶体光纤布拉格光栅长度、占空比、光栅周期与慢光的变化规律。结果表明当光栅长度和光栅周期不变时，随着包层空气孔占空比的增大，光栅的慢光峰值波长出现蓝移，且时延量逐渐减小；1.06 cm 长的光子晶体光纤布拉格光栅可以产生约52 ps 的线性时延；光栅长度越大，慢光时延量越大；优化结构参数，在光子晶体光纤布拉格光栅的时延谱的侧瓣附近会产生最大群速度为...
提出了一种新型的混合双包层结构的光子晶体光纤。利用多极法对光纤基模的模场分布、双折射、限制损耗及色散特性等进行了数值模拟，通过调节包层空气孔的孔径大小可以有效地控制光纤的双折射和限制损耗特性。结果发现：新设计的光纤具有高双折射低限制损耗特性，光纤结构参数为Λ=1.0 μm，d1=d2=d3=0.8 μm时，该光纤在C波段（1.53~1.565 μm）及L波段（1.57~1.62 μm）呈现负色散及...
高速光子晶体调制器的设计与性能分析
光子晶体 高速 缺陷模 调制器
2014/6/20
本文设计了一种利用光子晶体缺陷态消失的光子晶体调制器，它的工作波长为1550 nm，该调制器采用了介质柱型的三角晶格光子晶体。在三角晶格光子晶体的基础上，采用点缺陷与线缺陷直接耦合的结构，通过在点缺陷中引入非线性材料砷化镓(GaAs)作为可调谐物质，设计了基于圆形点缺陷谐振腔的光控高速光子晶体调制器。该调制器消光比高达49.7 dB，插入损耗低至0.352 dB，调制速率为高达296 Gbit/s...
晶格常数对光子晶体量子阱透射谱的影响
高品质滤波 晶格常数 光子晶体量子阱 透射谱
2016/8/29
为设计高品质光学滤波器、光开关等量子光学器件，用传输矩阵法理论研究晶格常数对一维光量子阱（AB）5（CD）2（BA）5透射谱的影响，结果发现：当A、B介质层的晶格常数偶数倍增加时，禁带中心频率处的窄透射峰变成宽透射带，透射带两侧对称分布着2条透射率为100%的窄透射峰；当A介质层的晶格常数奇数倍增加时，禁带中心频率处出现透射率为100%单条窄透射峰；当B介质层的晶格常数奇数倍增加，或D介质层的晶格...
光子晶体调制半导体激光器侧模
光子晶体 侧模 半导体激光器
2016/8/29
为了实现半导体激光器的单侧模稳定工作，提出了一种在激光器的脊条两侧引入光子晶体结构滤除半导体激光器高阶侧模的方法。通过调整激光器上表面的刻蚀深度、光子晶体区域的条宽和间隔来改变激光器内部的模场分布，同时结合选择性的载流子注入来增强基模的激射优势，进而减少侧模的数量。实验上制作了主脊条宽度为6 μm，光子晶体周期5 μm，波长1 550 nm的半导体激光器。测试结果表明：在连续工作的情况下，电流30...
研究了一种空气槽光子晶体微腔,这种腔是由在平板型光子晶体上引入一条宽度可以调节的线缺陷空气槽形成的.腔模的电场被强烈局限在空气槽中,由于介电常量的不连续性,电场得到很大的提高,同时模体积被大大地降低.数值模拟与分析了微腔的能带结构和场分布,考虑到腔模的谐振频率和对称性,发现一阶偶膜同时具有较高的品质因子和较小的模体积;应用有限时域差分法,得到腔模的品质因子可以高达106,模体积仅为0.02(λ/n...
对波包的任意傅里叶分量进行坐标变换后,利用转移矩阵法推导出波包斜入射情形下一维光子晶体的色散关系表达式,利用色散关系曲线分析得出波包斜入射的第一带隙结构,与以往平面波的第一带隙结构不同,波包的带隙宽度小于平面波的带隙宽度,并且在位置上前者带隙包含在后者内部.比较了一维光子晶体分别在波包入射与平面波入射情形下带隙位置和宽度,分析了波包中心入射角的变化以及波包的角分布范围的变化对带隙结构的影响,得到了...
基于平面波展开法的二维光子晶体表面模式研究
光子晶体 平面波展开法 带隙宽度 表面模
2012/12/13
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...
二维光子晶体提高C波段LED出光效率的研究
光子晶体 时域有限差分法 能带 LED
2012/8/31
片上集成光源是未来光电子系统中光源发展的主要趋势，LED光源作为片上集成光源的主要缺点是其出光效率低，二维光子晶体是提高LED出光效率的有效手段。本工作设计了C波段LED的基本结构及参数，并采用时域有限差分法计算了不同阵列不同占空比的二维光子晶体能带结构，利用禁带理论选取提高C波段LED出光效率的最优二维光子晶体结构参数，结果表明三角排列空气孔二维光子晶体晶格常数a=500 nm且占空比Rp=0....
模拟了Top-cut棱镜全息干涉生成的各种光学晶格结构，为棱镜法制作光子晶体提供参考。用全息干涉理论分析了top-cut六棱镜多光束干涉生成的光学晶格结构，考虑了光束数目、偏振方向以及位相的不同对晶格结构的影响。改变光束数目可以生成不同周期的正六角、斜六角光学晶格；改变光束偏振特性则影响光学晶格格点的形状；改变光束初位相可以生成蜂窝状结构等。另外还模拟了top-cut五棱镜所生成的十重旋转对称光学...
应用于液压传感的光子晶体光纤特性
光子晶体光纤 有限元方法 液压传感 边孔结构
2012/12/12
为实现结构紧凑、高灵敏度的光纤压力(液压)传感器,提出了一种应用于液压传感的边孔结构光子晶体光纤.基于全矢量有限元方法,研究了传统光子晶体光纤和边孔结构光子晶体光纤的有效折射、模式等特性以及在液压情况下的应力和应力特性.根据光弹效应给出了传统光子晶体光纤和边孔结构光子晶体光纤在液压情况下的折射率变化特性.模拟结果表明边孔结构光子晶体光纤可以获得更大的液压传感灵敏度,增大边孔半径可以提高液压传感灵敏...
基于圆柱型硅光子晶体的1×2光下路分束器
光子晶体 自准直 光下路分束器
2012/12/12
本文设计了一个基于圆柱型硅光子晶体自准直环形腔的1×2光下路分束器.该光下路分束器由三个分光镜和一个反射镜构成,其中窄光束依赖自准直效应进行传输.利用多光束干涉理论分析了光下路分束器中不同出口的理论透射谱,并且利用时域有限差分法对光下路分束器透射谱进行数值模拟计算,其结果与理论预测基本一致.当下路波长为1 550 nm时,光下路分束器的自由光谱范围约为30 nm,几乎涵盖了整个光通信C波段.由于其...
利用传输矩阵法详细研究了形如(HL)kA(LH)k的含N个耦合缺陷一维光子晶体的透射相位特性。研究表明，当 时，光子晶体的透射相移呈近线性变化；而当 时，透射相位曲线在整个禁带范围内呈阶梯变化，且在每个缺陷模附近透射相位随频率迅速改变，其相移量约等于π。当在光子晶体中引入非线性折射率材料时，折射率的微小改变将导致透射光产生π相移，而且此相移过程中透射率接近于零，这有利于减少动态啁啾对透射光信号的影...