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基于光子晶体马赫-曾德尔干涉仪的太赫兹开关及强度调制器

王昌辉 赵国华 常胜江

基于光子晶体马赫-曾德尔干涉仪的太赫兹开关及强度调制器

王昌辉, 赵国华, 常胜江
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  • 通过对二维正方晶格光子晶体线缺陷模色散曲线慢光特性的研究, 利用外电场对液晶分子取向的调控作用, 在填充液晶的正方晶格波导的马赫-曾德尔干涉仪结构中实现了开关和强度调制等功能. 利用平面波展开法计算了光子晶体波导的线缺陷模, 分析了液晶折射率的变化对缺陷模的影响. 计算表明, 液晶折射率仅改变了0.1, 线缺陷模有效折射率改变达0.168, 该特性可以更为有效地实现对相位的控制, 进而实现高消光比开关和强度调制功能, 这种高效的相位调节器件在集成光系统中将有很好的应用前景.
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(863)(批准号: 2011AA010205), 国家自然科学基金(批准号: 61171027), 天津市自然科学基金重点项目(批准号: 10JCZDJC15200)和教育部博士点基金(批准号: 20090031110033)资助的课题.
    [1]

    Yao J Q, Lu Y, Zhang B G, Wang P 2005 J. Optoelectronics. Laser 16 503 (in Chinese) [姚建铨, 路洋, 张百钢, 王鹏 2005 光电子·激光 16 503]

    [2]

    Nagel M, Haring Bolivar P, Brucherseifer M, Kurz H, Bosserhoff A, Bosserhoff A, Buttner R 2002 Appl. Phys. Lett. 80 154

    [3]

    Yue W W, Wang W N, Zhao G Z, Zhang C L, Yan H T 2005 Acta Phys. Sin. 54 3094 (in Chinese) [岳伟伟, 王卫宁, 赵国忠, 张存林, 闫海涛 2005 物理学报 54 3094]

    [4]

    Ma S H, Shi Y L, Xu X L, Yan W, Yang Y P, Wang L 2006 Acta Phys. Sin. 55 4091 (in Chinese) [马士华, 施宇蕾, 徐新龙, 严伟, 杨玉平, 汪力 2006 物理学报 55 4091]

    [5]

    Yablonovitch E 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2059

    [6]

    John S 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2486

    [7]

    Chen H M, Meng Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 014202 (in Chinese) [陈鹤鸣, 孟晴 2011 物理学报 60 014202]

    [8]

    Fan F, Guo Z, Bai J J, Wang X H, Chang S J 2011 Acta Phys. Sin. 60 084219 (in Chinese) [范飞, 郭展, 白晋军, 王湘晖, 常胜江 2011 物理学报 60 084219]

    [9]

    Dai Q F, Li Y W, Wang H Z 2006 Appl. Phys. Lett. 89 061121

    [10]

    Wu K S, Long X T, Dong J W, Chen D H, Wang H Z 2008 Acta Phys. Sin. 57 6381 (in Chinese) [伍楷舜, 龙兴腾, 董建文, 陈弟虎, 汪河洲 2008 物理学报 57 6381]

    [11]

    Zhang M, Pan W, Xi L S, Luo B, Zhen D, Xu X G, Wang L, Liu C, Liu H T 2009 Chinese J. Lasers 36 (in Chinese) [张曼, 潘炜, 习连山, 罗斌, 郑狄, 徐小果, 王亮, 刘聪, 刘海涛 2009 中国激光 36

    [12]

    Vlasov Y A, O'boyle M, Hamann H F, Mcnab S J 2005 Nature 438 65

    [13]

    Afsar M N 1984 Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on 32 1598

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    Li J S, He J L, Hong Z 2007 Appl. Opt. 46 5034

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    Liu C Y, Chen L W 2004 Opt. Express 12 2616

    [16]

    Zhang H, Guo P, Chen P, Chang S J, Yuan J H 2009 J. Opt. Soc. Am. B 26 101

    [17]

    Berenger J P 1994 J. Comput. Phys. 114 185

    [18]

    Shimoda Y, Ozaki M, Yoshino K 2001 Appl. Phys. Lett. 79 3627

    [19]

    Chen C Y, Hsieh C F, Lin Y F, Pan R P, Pan C L 2004 Opt. Express 12 2625

  • [1]

    Yao J Q, Lu Y, Zhang B G, Wang P 2005 J. Optoelectronics. Laser 16 503 (in Chinese) [姚建铨, 路洋, 张百钢, 王鹏 2005 光电子·激光 16 503]

    [2]

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    [3]

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    Vlasov Y A, O'boyle M, Hamann H F, Mcnab S J 2005 Nature 438 65

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    Afsar M N 1984 Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on 32 1598

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  • [1] 陈泽章. 太赫兹波段液晶分子极化率的理论研究. 物理学报, 2016, 65(14): 143101. doi: 10.7498/aps.65.143101
    [2] 阎昊岚, 程雅青, 王凯礼, 王雅昕, 陈洋玮, 袁秋林, 马恒. 烷基环己苯异硫氰酸液晶材料太赫兹波吸收. 物理学报, 2019, 68(11): 116102. doi: 10.7498/aps.68.20190209
    [3] 胡社军, 殷建玲, 黄旭光, 刘颂豪. 液晶调制的光子晶体可控偏光片和光开关. 物理学报, 2006, 55(10): 5268-5276. doi: 10.7498/aps.55.5268
    [4] 范飞, 郭展, 白晋军, 王湘晖, 常胜江. 多功能磁光子晶体太赫兹可调偏振控制器件. 物理学报, 2011, 60(8): 084219. doi: 10.7498/aps.60.084219
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    [6] 王磊, 肖芮文, 葛士军, 沈志雄, 吕鹏, 胡伟, 陆延青. 太赫兹液晶材料与器件研究进展. 物理学报, 2019, 68(8): 084205. doi: 10.7498/aps.68.20182275
    [7] 谢凌云, 肖文波, 黄国庆, 胡爱荣, 刘江涛. 光子晶体增强石墨烯THz吸收. 物理学报, 2014, 63(5): 057803. doi: 10.7498/aps.63.057803
    [8] 周建伟, 梁静秋, 梁中翥, 田超, 秦余欣, 王维彪. 光控液晶光子晶体微腔全光开关. 物理学报, 2013, 62(13): 134208. doi: 10.7498/aps.62.134208
    [9] 王家璐, 杜木清, 张伶莉, 刘永军, 孙伟民. 基于不同液晶填充光子晶体光纤传输特性的研究. 物理学报, 2015, 64(12): 120702. doi: 10.7498/aps.64.120702
    [10] 杨傅子. 从plasmon到nanoplasmonics——近代光子学前沿及液晶在其动态调制中的应用. 物理学报, 2015, 64(12): 124214. doi: 10.7498/aps.64.124214
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-10-08
  • 修回日期:  2011-12-25
  • 刊出日期:  2012-08-05

基于光子晶体马赫-曾德尔干涉仪的太赫兹开关及强度调制器

  • 1. 南开大学现代光学研究所, 天津 300071;
  • 2. 73146部队90分队技术室, 泉州 362321
    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划(863)(批准号: 2011AA010205), 国家自然科学基金(批准号: 61171027), 天津市自然科学基金重点项目(批准号: 10JCZDJC15200)和教育部博士点基金(批准号: 20090031110033)资助的课题.

摘要: 通过对二维正方晶格光子晶体线缺陷模色散曲线慢光特性的研究, 利用外电场对液晶分子取向的调控作用, 在填充液晶的正方晶格波导的马赫-曾德尔干涉仪结构中实现了开关和强度调制等功能. 利用平面波展开法计算了光子晶体波导的线缺陷模, 分析了液晶折射率的变化对缺陷模的影响. 计算表明, 液晶折射率仅改变了0.1, 线缺陷模有效折射率改变达0.168, 该特性可以更为有效地实现对相位的控制, 进而实现高消光比开关和强度调制功能, 这种高效的相位调节器件在集成光系统中将有很好的应用前景.

English Abstract

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