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太赫兹波段介质微腔光学特性研究

卢小可 郭茂田 苏建坡 弓巧侠 武进科 刘建立 陈明 马凤英

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太赫兹波段介质微腔光学特性研究

卢小可, 郭茂田, 苏建坡, 弓巧侠, 武进科, 刘建立, 陈明, 马凤英

Optical properties of terahertz dielectric microcavity

Lu Xiao-Ke, Guo Mao-Tian, Su Jian-Po, Gong Qiao-Xia, Wu Jin-Ke, Liu Jian-Li, Chen Ming, Ma Feng-Ying
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  • 采用匀胶法制备了厚度在微米量级的 Si/[TiO2/Al2O3]2TiO2和Si/[TiO2/MgO]2/TiO2 多层介质膜反射镜. 采用太赫兹(THz)时域透射光谱系统获得了多层膜的时域透射谱. 用传输矩阵法模拟了Si/[TiO2/Al2O3]2TiO2 和Si/[TiO2/MgO]2/TiO2两种分布式布拉格反射镜 (DBR)的反射相移和相位穿透深度等光学特性. 设计了两种结构为 DBR/LT-GaAs/DBR的对称THz光学微腔结构并模拟了腔结构的辐射光谱. 结果表明:通过引入谐振腔, 两种DBR组成的微腔器件在谐振波长处的强度分别提高了19和14倍. 其中Si/[TiO2/Al2O3]2TiO2/LT-GaAs (12 μm)/ [TiO2/Al2O3]2TiO2腔的辐射光谱存在两个峰, 分别位于208和248 μm, 并分析了出现两个谐振峰的原因. 探讨了通过引入介质谐振腔实现对THz源的辐射特性进行调控的可行性.
    In this paper, multilayer films Si/[TiO2/Al2O3]2TiO2 and Si/[TiO2/MgO]2/TiO2 with thickness values from microns to tens of microns are fabricated by spin-coating method. The transmission spectra of these films are obtained by terahertz time-domain transmission spectrum system (THz-TDS). The phase shifts of reflection and phase penetration depths of Si/[TiO2/Al2O3]2TiO2 and Si/[TiO2/MgO]2/TiO2 are simulated by the transfer matrix method. On this basis, two kinds of symmetrical THz microcavities each with a structure of DBR/LT-GaAs/DBR are designed and the radiation spectra are also simulated. The results show that the intensities of two microcavities are enhanced by 19 and 14 times at resonance wavelength, respectively. There are two resonance peaks in the emission spectrum of the structure Si/[TiO2/Al2O3]2TiO2/LT-GaAs (12 μm)/[TiO2/Al2O3]2TiO2, which are located at 208 μm and 248 μm, respectively. The reason is discussed based on the effective cavity length. The feasibility to regulate the emission properties of the THz source by introducing dielectric microcavities is discussed.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60907046)、 河南省青年骨干教师资助计划和河南省自然科学基金(批准号:2009A140008)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60907046), the Natural Science Foundation of Henan Province, China (Grant No. 2009A140008), and the Foundation for Young Core Teacher of Henan Province, China.
    [1]

    Burgess I B, Zhang Y, McCutcheon M W, Rodriguez A W, Bravo-Abad J, Johnson S G, Loncar M 2009 Opt. Express 17 20099

    [2]

    Batista A A, Citrin D S 2004 Opt. Lett. 29 367

    [3]

    Zhang T Y, Wang Y S, Fan W H, Zhu S L, Zhao W 2008 Acta Photon. Sin. 37 219 (in Chinese) [张同意, 王屹山, 范文慧, 朱少岚, 赵卫 2008 光子学报 37 219]

    [4]

    Kao C C, Lu T C, Huang H W, Chu J T, Peng Y C, Yao H H, Tsai J Y, Kao T T, Kuo H C, Wang S C, Lin C F 2006 Photon. Technol. Lett. 18 877

    [5]

    Kao C C, Peng Y C, Yao H H, Tsai J Y, Chang Y H, Chu J T, Huang H W, Kao T T, Lu T C, Kuo H C, Wang S C, Lin C F 2005 Appl. Phys. Lett. 87 081105

    [6]

    Hideto S, Eiji K, Tatsuya K, Hayato M, Shyun K, Shunsuke N, Hiroshi I, Masanori H, Tae G K, Noriaki T 2009 Appl. Opt. 48 6934

    [7]

    Lü M, Xu S H, Zhang S T, He J, Xiong Z H, Deng Z B, Ding X M 2000 Acta Phys. Sin. 49 2083 (in Chinese) [吕明, 徐少辉, 张松涛, 何 钧, 熊祖洪, 邓振波, 丁训民 2000 物理学报 49 2083]

    [8]

    Ma F Y, Chen M, LiU X L, Liu J L, Chi Q, Du Y L, Guo M T, Yuan B 2012 Acta Phys. Sin. 61 114205 (in Chinese) [马凤英, 陈明, 刘晓莉, 刘建立, 池泉, 杜艳丽, 郭茂田, 袁斌 2012 物理学报 61 114205]

    [9]

    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]

    [10]

    Yu Z F, Ma F Y, Su J P, Chen M, Chi Q 2010 Acta Photon. Sin. 39 1967 (in Chinese) [余振芳, 马凤英, 苏建坡, 陈明, 池泉 2010 光子学报 39 1967]

    [11]

    Ma F Y, Su J P, Gong Q X, Yang J, Du Y L, Guo M T, Yuan B 2011 Chin. Phys. Lett. 28 097803

    [12]

    Shinho C 2006 J. Korean Phys. Soc. 48 1224

  • [1]

    Burgess I B, Zhang Y, McCutcheon M W, Rodriguez A W, Bravo-Abad J, Johnson S G, Loncar M 2009 Opt. Express 17 20099

    [2]

    Batista A A, Citrin D S 2004 Opt. Lett. 29 367

    [3]

    Zhang T Y, Wang Y S, Fan W H, Zhu S L, Zhao W 2008 Acta Photon. Sin. 37 219 (in Chinese) [张同意, 王屹山, 范文慧, 朱少岚, 赵卫 2008 光子学报 37 219]

    [4]

    Kao C C, Lu T C, Huang H W, Chu J T, Peng Y C, Yao H H, Tsai J Y, Kao T T, Kuo H C, Wang S C, Lin C F 2006 Photon. Technol. Lett. 18 877

    [5]

    Kao C C, Peng Y C, Yao H H, Tsai J Y, Chang Y H, Chu J T, Huang H W, Kao T T, Lu T C, Kuo H C, Wang S C, Lin C F 2005 Appl. Phys. Lett. 87 081105

    [6]

    Hideto S, Eiji K, Tatsuya K, Hayato M, Shyun K, Shunsuke N, Hiroshi I, Masanori H, Tae G K, Noriaki T 2009 Appl. Opt. 48 6934

    [7]

    Lü M, Xu S H, Zhang S T, He J, Xiong Z H, Deng Z B, Ding X M 2000 Acta Phys. Sin. 49 2083 (in Chinese) [吕明, 徐少辉, 张松涛, 何 钧, 熊祖洪, 邓振波, 丁训民 2000 物理学报 49 2083]

    [8]

    Ma F Y, Chen M, LiU X L, Liu J L, Chi Q, Du Y L, Guo M T, Yuan B 2012 Acta Phys. Sin. 61 114205 (in Chinese) [马凤英, 陈明, 刘晓莉, 刘建立, 池泉, 杜艳丽, 郭茂田, 袁斌 2012 物理学报 61 114205]

    [9]

    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]

    [10]

    Yu Z F, Ma F Y, Su J P, Chen M, Chi Q 2010 Acta Photon. Sin. 39 1967 (in Chinese) [余振芳, 马凤英, 苏建坡, 陈明, 池泉 2010 光子学报 39 1967]

    [11]

    Ma F Y, Su J P, Gong Q X, Yang J, Du Y L, Guo M T, Yuan B 2011 Chin. Phys. Lett. 28 097803

    [12]

    Shinho C 2006 J. Korean Phys. Soc. 48 1224

  • [1] 于洪岩, 尧舜, 张红梅, 王青, 张杨, 周广正, 吕朝晨, 程立文, 郎陆广, 夏宇, 周天宝, 康联鸿, 王智勇, 董国亮. 940 nm垂直腔面发射激光器的设计及制备. 物理学报, 2019, 68(6): 064207. doi: 10.7498/aps.68.20181822
    [2] 杨卓群, 吴亚波, 鲁军旺, 张成园, 张雪. Lifshitz时空s波超导模型的关联长度和穿透深度. 物理学报, 2016, 65(4): 040401. doi: 10.7498/aps.65.040401
    [3] 戚志明, 梁文耀. 表层厚度渐变一维耦合腔光子晶体的反射相位特性及其应用. 物理学报, 2016, 65(7): 074201. doi: 10.7498/aps.65.074201
    [4] 潘伟, 余和军, 张晓光, 席丽霞. 高Q值二维光子晶体缺三腔的数值模拟与分析. 物理学报, 2012, 61(3): 034209. doi: 10.7498/aps.61.034209
    [5] 刘发, 徐晨, 赵振波, 周康, 解意洋, 毛明明, 魏思民, 曹田, 沈光地. 氧化孔形状对光子晶体垂直腔面发射激光器模式的影响. 物理学报, 2012, 61(5): 054203. doi: 10.7498/aps.61.054203
    [6] 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. 物理学报, 2012, 61(15): 157805. doi: 10.7498/aps.61.157805
    [7] 童星, 韩奎, 沈晓鹏, 吴琼华, 周菲, 葛阳, 胡晓娟. 基于光子晶体自准直环形谐振腔的全光均分束器. 物理学报, 2011, 60(6): 064217. doi: 10.7498/aps.60.064217
    [8] 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
    [9] 李岩, 傅海威, 邵敏, 李晓莉. 石墨点阵柱状光子晶体共振腔的温度特性. 物理学报, 2011, 60(7): 074219. doi: 10.7498/aps.60.074219
    [10] 陈鹤鸣, 孟晴. 高效光子晶体太赫兹滤波器的设计. 物理学报, 2011, 60(1): 014202. doi: 10.7498/aps.60.014202
    [11] 王宝强, 徐晨, 刘英明, 解意洋, 刘发, 赵振波, 周康, 沈光地. 光子晶体垂直腔面发射激光器的电流分布研究. 物理学报, 2010, 59(12): 8542-8547. doi: 10.7498/aps.59.8542
    [12] 鲁辉, 田慧平, 李长红, 纪越峰. 基于二维光子晶体耦合腔波导的新型慢光结构研究. 物理学报, 2009, 58(3): 2049-2055. doi: 10.7498/aps.58.2049
    [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] 陈微, 邢名欣, 任刚, 王科, 杜晓宇, 张冶金, 郑婉华. 光子晶体微腔中高偏振单偶极模的研究. 物理学报, 2009, 58(6): 3955-3960. doi: 10.7498/aps.58.3955
    [15] 杜晓宇, 郑婉华, 任 刚, 王 科, 邢名欣, 陈良惠. 二维光子晶体耦合腔阵列的慢波效应研究. 物理学报, 2008, 57(1): 571-575. doi: 10.7498/aps.57.571
    [16] 朱永政, 尹计秋, 邱明辉. 非密堆积TiO2空心微球光子晶体的制备与能带分析. 物理学报, 2008, 57(12): 7725-7728. doi: 10.7498/aps.57.7725
    [17] 温燮文, 董建文, 汪河洲. 无规结构全角高反一维光子晶体的场强分布. 物理学报, 2006, 55(6): 2781-2784. doi: 10.7498/aps.55.2781
    [18] 董海霞, 江海涛, 杨成全, 石云龙. 含双负缺陷的一维光子晶体耦合腔的杂质带特性. 物理学报, 2006, 55(6): 2777-2780. doi: 10.7498/aps.55.2777
    [19] 许兴胜, 熊志刚, 孙增辉, 杜 伟, 鲁 琳, 陈弘达, 金爱子, 张道中. 半导体量子阱材料微加工光子晶体的光学特性. 物理学报, 2006, 55(3): 1248-1252. doi: 10.7498/aps.55.1248
    [20] 冯立娟, 江海涛, 李宏强, 张冶文, 陈 鸿. 光子晶体耦合腔波导的色散特性. 物理学报, 2005, 54(5): 2102-2105. doi: 10.7498/aps.54.2102
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-20
  • 修回日期:  2012-12-09
  • 刊出日期:  2013-04-05

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