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多系双局域态光子晶体的可调谐滤波特性分析

朱奇光 董昕宇 王春芳 王宁 陈卫东

多系双局域态光子晶体的可调谐滤波特性分析

朱奇光, 董昕宇, 王春芳, 王宁, 陈卫东
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  • 利用紧束缚方法分析了双局域态光子晶体产生双缺陷模的机理, 采用传输矩阵法研究了一维光子晶体的光学传输特性, 并得到了透射谱与晶体结构参数的关系, 在此基础上讨论了光子晶体在受到单轴应力时所表现出的介观压光效应, 据此设计了一种结构简单的应力调制的近红外波段的多通道滤波结构.通过数值模拟可以看出, 随着各介质层折射率或厚度的增加, 缺陷模发生红移.当对多系双局域态光子晶体施加单轴拉伸应力时, 各缺陷峰都向长波长移动, 且缺陷峰峰值基本不变.经过数值拟合, 缺陷峰中心波长与对光子晶体施加单轴拉伸应力所产生的应变呈线性关系.该滤波器结构简单、可调谐性好, 在一系列精巧的光子晶体激光器、波分复用器或者其他精密仪器的制造中有一定的应用价值.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61201112)和河北省自然科学基金(批准号: F2013203250, F2012203169)资助的课题.
    [1]

    Zhang H, Bai J J, Guo P, Wang X H, Chang S J 2009 Optoelectr. Lett. 5 0169

    [2]

    He Z Y, Jiao H F, Cheng X B, Zhang J L, Wang Z S 2014 Acta Opt. Sin. 34 0231002 (in Chinese) [贺芝宇, 焦宏飞, 程鑫彬, 张锦龙, 王占山 2014 光学学报 34 0231002]

    [3]

    Yue Q Y, Kong F M, Li K, Zhao J 2012 Acta Phys. Sin. 61 208502 (in Chinese) [岳庆炀, 孔凡敏, 李康, 赵佳 2012 物理学报 61 208502]

    [4]

    Qian X Z 2010 Chin. J. Quantum. 27 463 (in Chinese) [钱祥忠 2010 量子电子学报 27 463]

    [5]

    Li C L, Wang T, Pu J X 2010 Optoelectr. Lett. 6 0363

    [6]

    Yang H W, Xu D 2011 Eur. Phys. J. D 64 387

    [7]

    Li W S, Zhang Q, Fu Y H 2014 J. Synth. Cryst. 43 465 (in Chinese) [李文胜, 张琴, 付艳华 2014 人工晶体学报 43 465]

    [8]

    Dong Q Y, Ma S Y, Wang H, Qiang H X 2011 Acta Opt. Sin. 40 1076 (in Chinese) [董秋云, 马书云, 王慧, 强海霞 2011 光学学报 40 1076]

    [9]

    Zhang H Y, Gao Y, Zhang Y P, Wang S F 2011 Chin. Phys. B 20 094101

    [10]

    Tsung-Wen Chang, Chien-Jang Wu 2013 Optik 124 2028

    [11]

    Dai Y, Liu S B, Wang S Y, Kong X K, Chen C 2014 Chin. Phys. B 23 065202

    [12]

    Shen J, Ma G H, Zhang Z J, Hua Z Y, Tang X H 2006 Acta Opt. Sin. 26 1404 (in Chinese) [沈杰, 马国宏, 章壮健, 华中一, 唐星海 2006 光学学报 26 1404]

    [13]

    Huang X Q, Cui Y P 2003 Chin. Phys. Lett. 20 1721

    [14]

    Chen X F, Jiang M P, Shen X M, Jin Y, Huang Z Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 5709 (in Chinese) [陈宪锋, 蒋美萍, 沈小明, 金铱, 黄正逸 2008 物理学报 57 5709]

    [15]

    Lotfi E, Jamshidi K-Ghaleh, Moslem F, Masalehdan H 2010 Eur. Phys. J. D 60 369

    [16]

    Tang J, Yang H J, Xu Q, Liao J W, Yuan S, Hu Y 2010 Infrared Laser Eng. 39 76 (in Chinese) [唐军, 杨华军, 徐权, 廖建文, 袁舒, 胡渝 2010 红外与激光工程 39 76]

    [17]

    Feng R T, Li J Y, Wen T D, Xu L P, Li Q L 2013 Chin. J. Sens. Actuators 26 1073 (in Chinese) [冯瑞婷, 李俊漾, 温廷敦, 许丽萍, 李乾利 2013 传感技术学报 26 1073]

    [18]

    Xie L Y, Xiao W B, Huang G Q, Hu A R, Liu J T 2014 Acta Phys. Sin. 63 057803 (in Chinese) [谢凌云, 肖文波, 黄国庆, 胡爱荣, 刘江涛 2014 物理学报 63 057803]

  • [1]

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    Lotfi E, Jamshidi K-Ghaleh, Moslem F, Masalehdan H 2010 Eur. Phys. J. D 60 369

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  • [1] 蔡旭红, 林旭升, 石 全, 赵年顺. 用紧束缚方法描述光子晶体缺陷耦合的共振频率移动. 物理学报, 2007, 56(5): 2742-2746. doi: 10.7498/aps.56.2742
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    [13] 刘漾, 巩华荣, 魏彦玉, 宫玉彬, 王文祥, 廖复疆. 有效抑制光子晶体加载矩形谐振腔中模式竞争的方法. 物理学报, 2009, 58(11): 7845-7851. doi: 10.7498/aps.58.7845
    [14] 庄煜阳, 周雯, 季珂, 陈鹤鸣. 一种双反射壁型二维光子晶体窄带滤波器. 物理学报, 2015, 64(22): 224202. doi: 10.7498/aps.64.224202
    [15] 陈颖, 范卉青, 卢波. 带多孔硅表面缺陷腔的半无限光子晶体Tamm态及其折射率传感机理. 物理学报, 2014, 63(24): 244207. doi: 10.7498/aps.63.244207
    [16] 刘晓东, 王义全, 许兴胜, 程丙英, 张道中. 具有态守恒赝隙的光子晶体中两能级原子自发辐射的增强与抑制. 物理学报, 2004, 53(1): 125-131. doi: 10.7498/aps.53.125
    [17] 王 科, 郑婉华, 任 刚, 杜晓宇, 邢名欣, 陈良惠. 双色量子阱红外探测器顶部光子晶体耦合层的设计优化. 物理学报, 2008, 57(3): 1730-1736. doi: 10.7498/aps.57.1730
    [18] 康永强, 高鹏, 刘红梅, 张淳民, 石云龙. 单负材料组成一维光子晶体双量子阱结构的共振模. 物理学报, 2015, 64(6): 064207. doi: 10.7498/aps.64.064207
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-22
  • 修回日期:  2014-09-11
  • 刊出日期:  2015-02-05

多系双局域态光子晶体的可调谐滤波特性分析

  • 1. 燕山大学信息科学与工程学院, 河北省特种光纤与光纤传感器重点实验室, 秦皇岛 066004;
  • 2. 燕山大学里仁学院, 秦皇岛 066004
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61201112)和河北省自然科学基金(批准号: F2013203250, F2012203169)资助的课题.

摘要: 利用紧束缚方法分析了双局域态光子晶体产生双缺陷模的机理, 采用传输矩阵法研究了一维光子晶体的光学传输特性, 并得到了透射谱与晶体结构参数的关系, 在此基础上讨论了光子晶体在受到单轴应力时所表现出的介观压光效应, 据此设计了一种结构简单的应力调制的近红外波段的多通道滤波结构.通过数值模拟可以看出, 随着各介质层折射率或厚度的增加, 缺陷模发生红移.当对多系双局域态光子晶体施加单轴拉伸应力时, 各缺陷峰都向长波长移动, 且缺陷峰峰值基本不变.经过数值拟合, 缺陷峰中心波长与对光子晶体施加单轴拉伸应力所产生的应变呈线性关系.该滤波器结构简单、可调谐性好, 在一系列精巧的光子晶体激光器、波分复用器或者其他精密仪器的制造中有一定的应用价值.

English Abstract

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