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单轴应力对一维镜像光子晶体光子局域态透射峰的影响

李乾利 温廷敦 许丽萍 王志斌

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单轴应力对一维镜像光子晶体光子局域态透射峰的影响

李乾利, 温廷敦, 许丽萍, 王志斌

Effect of uniaxial stress on photon localization of one-dimensional photonic crystal with a mirror symmetry

Li Qian-Li, Wen Ting-Dun, Xu Li-Ping, Wang Zhi-Bin
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  • 利用传输矩阵法研究了镜像异质三周期一维光子晶体中的光子局域态随单轴应力发生变化的特性. 对于镜像异质三周期光子晶体, 由于其镜像结构, 破坏了光子晶体的有序性, 产生了一个缺陷态, 使其在较宽的光子禁带中心有一个光子局域态透射峰. 研究表明: 当对镜像异质三周期光子晶体施加单轴应力时, 其中的光子局域态透射峰会随着应力的改变而发生剧烈的变化. 当外部微弱的机械应力施加到光子晶体上时, 对光子晶体形成一个拉伸应变, 拉伸应变引起光子晶体结构的变化, 进而大幅度影响光子局域态透射峰的透射率.结果表明: 透射峰的透射率明显受单轴应力的影响. 这些特性可为用此结构的光子晶体设计超高灵敏度压力传感器提供理论参考.
    In this paper, the transfer matrix method is used to study the characteristics of the photon localization in the mirror heterogeneous structure which has three periods and one-dimensional photonic crystal in uniaxial stress change. In a mirror structure triply-periodic photonic crystal system, its mirror structure destroys the orderliness of the photonic crystal and produces a defect state, so the transmission peaks of a photon localization appear in the photonic band gap wider center. The study shows that when a uniaxial stress is exerted on the mirror structure with three-periodic photonic crystal, the photon localization transmittance peak dramatically changes with the stress. When a weak external mechanical stress is applied to the photonic crystal, photonic crystal forms a tensile strain which induces the change in the photonic crystal structure and significantly affects the rate of the transmittance peak transmittance of photon localization. The results show that the transmission peak transmittance is significantly influenced by the uniaxial stress. These features provide a theoretical reference for the design of ultra-high-sensitivity pressure sensor with the photonic crystal structure.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60776062,50730009)和国家自然科学基金仪器专项基金(批准号:61127015)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60776062, 50730009) and the Special Fund for Basic Research on Scientific Instruments of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61127015).
    [1]

    Yablonovitch E 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2059

    [2]

    John S 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2486

    [3]

    Yablonovitch E, Gmitter T J 1991 Phys. Rev. Lett. 67 2295

    [4]

    Lidorikis E, Soukoulis C M 2000 Phys. Rev. E 61 5825

    [5]

    Xu J P, Wang L G, Yang Y P 2006 Acta Phys. Sin. 55 2765 (in Chinese) [许静平, 王立刚, 羊亚平 2006 物理学报 55 2765]

    [6]

    Su A, Gao Y J 2012 Acta Phys. Sin. 61 234208 (in Chinese) [苏安, 高英俊 2012 物理学报 61 234208]

    [7]

    Wu J J, Gao J X 2013 Acta Phys. Sin. 62 124102 (in Chinese) [武继江, 高金霞 2013 物理学报 62 124102]

    [8]

    Zhang Z R, Long Z W, Yuan Y Q, Diao X F 2010 Acta Phys. Sin. 59 587 (in Chinese) [张正仁, 隆正文, 袁玉群, 刁心峰 2010 物理学报 59 587]

    [9]

    Li Q L, Wen T D, Xu L P 2012 Chin. J. Lumin. 31 1347 (in Chinese) [李乾利, 温廷敦, 许丽萍 2012 发光学报 31 1347]

    [10]

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

    [11]

    Xu L P, Wen T D, Yang X F, Xue C Y, Xiong J J, Zhang W D, Wu M Z, Hochheimer H D 2008 Appl. Phys. Lett. 92 043508

    [12]

    Zhang B Z, Li K J, Zhang W D, Xue C Y 2007 Acta Armamentarii 28 2178 (in Chinese) [张斌珍, 李科杰, 张文栋, 薛晨阳 2007 兵工学报 28 2178]

    [13]

    Liu J, Ma Z M, Shi Y B, Du K, Zhang W D, Zhang B Z 2009 Acta Armamentarii 30 5607 (in Chinese) [刘俊, 马宗敏, 石云波, 杜康, 张文栋, 张斌珍 2009 兵工学报 30 5607]

    [14]

    Fang J J, Lu D 1980 Solid-State Physics (Vol. 1) (Shanghai: Shanghai Scienfic and Technical Publishers) (in Chinese) [方俊鑫, 陆栋1980固体物理学 (上册) (上海: 上海科学技术出版社)]

    [15]

    John S 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2476

    [16]

    Xiao Q W 2007 M. S. Dissertation (Changsha: Central South University) (in Chinese) [肖清武 2007 硕士学位论文 (长沙: 中南大学)]

    [17]

    Liu N H, Zhu S Y, Chen H, Xiang W 2002 Phys. Rev. E 65 046607

    [18]

    Eleftheriades G V, Iyer A K, Kremer P C 2002 IEEE Trans. Microwave Theory Techn. 50 2702

  • [1]

    Yablonovitch E 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2059

    [2]

    John S 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2486

    [3]

    Yablonovitch E, Gmitter T J 1991 Phys. Rev. Lett. 67 2295

    [4]

    Lidorikis E, Soukoulis C M 2000 Phys. Rev. E 61 5825

    [5]

    Xu J P, Wang L G, Yang Y P 2006 Acta Phys. Sin. 55 2765 (in Chinese) [许静平, 王立刚, 羊亚平 2006 物理学报 55 2765]

    [6]

    Su A, Gao Y J 2012 Acta Phys. Sin. 61 234208 (in Chinese) [苏安, 高英俊 2012 物理学报 61 234208]

    [7]

    Wu J J, Gao J X 2013 Acta Phys. Sin. 62 124102 (in Chinese) [武继江, 高金霞 2013 物理学报 62 124102]

    [8]

    Zhang Z R, Long Z W, Yuan Y Q, Diao X F 2010 Acta Phys. Sin. 59 587 (in Chinese) [张正仁, 隆正文, 袁玉群, 刁心峰 2010 物理学报 59 587]

    [9]

    Li Q L, Wen T D, Xu L P 2012 Chin. J. Lumin. 31 1347 (in Chinese) [李乾利, 温廷敦, 许丽萍 2012 发光学报 31 1347]

    [10]

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

    [11]

    Xu L P, Wen T D, Yang X F, Xue C Y, Xiong J J, Zhang W D, Wu M Z, Hochheimer H D 2008 Appl. Phys. Lett. 92 043508

    [12]

    Zhang B Z, Li K J, Zhang W D, Xue C Y 2007 Acta Armamentarii 28 2178 (in Chinese) [张斌珍, 李科杰, 张文栋, 薛晨阳 2007 兵工学报 28 2178]

    [13]

    Liu J, Ma Z M, Shi Y B, Du K, Zhang W D, Zhang B Z 2009 Acta Armamentarii 30 5607 (in Chinese) [刘俊, 马宗敏, 石云波, 杜康, 张文栋, 张斌珍 2009 兵工学报 30 5607]

    [14]

    Fang J J, Lu D 1980 Solid-State Physics (Vol. 1) (Shanghai: Shanghai Scienfic and Technical Publishers) (in Chinese) [方俊鑫, 陆栋1980固体物理学 (上册) (上海: 上海科学技术出版社)]

    [15]

    John S 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2476

    [16]

    Xiao Q W 2007 M. S. Dissertation (Changsha: Central South University) (in Chinese) [肖清武 2007 硕士学位论文 (长沙: 中南大学)]

    [17]

    Liu N H, Zhu S Y, Chen H, Xiang W 2002 Phys. Rev. E 65 046607

    [18]

    Eleftheriades G V, Iyer A K, Kremer P C 2002 IEEE Trans. Microwave Theory Techn. 50 2702

  • [1] 隋文杰, 张玉, 张紫瑞, 王小龙, 张洪方, 史强, 杨冰. 拓扑自旋光子晶体中螺旋边界态单向传输调控研究. 物理学报, 2022, 71(19): 194101. doi: 10.7498/aps.71.20220353
    [2] 代美芹, 张清悦, 赵秋玲, 王茂榕, 王霞. 一维反转对称光子结构中界面态的可调控特性. 物理学报, 2022, 71(20): 204205. doi: 10.7498/aps.71.20220383
    [3] 武敏, 费宏明, 林瀚, 赵晓丹, 杨毅彪, 陈智辉. 基于二维六方氮化硼材料的光子晶体非对称传输异质结构设计. 物理学报, 2021, 70(2): 028501. doi: 10.7498/aps.70.20200741
    [4] 刘幸, 郭红梅, 付饶, 范浩然, 冯帅, 陈笑, 李传波, 王义全. 基于环形微腔的多频段三角晶格光子晶体耦合腔波导光学传输特性. 物理学报, 2018, 67(23): 234201. doi: 10.7498/aps.67.20181579
    [5] 王海啸, 徐林, 蒋建华. Dirac光子晶体. 物理学报, 2017, 66(22): 220302. doi: 10.7498/aps.66.220302
    [6] 杨红卫, 孟珊珊, 高冉冉, 彭硕. 光子晶体传输特性的时域精细积分法分析. 物理学报, 2017, 66(8): 084101. doi: 10.7498/aps.66.084101
    [7] 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
    [8] 王晓, 陈立潮, 刘艳红, 石云龙, 孙勇. 纵模对光子晶体中类狄拉克点传输特性的影响. 物理学报, 2015, 64(17): 174206. doi: 10.7498/aps.64.174206
    [9] 梁文耀, 张玉霞, 陈武喝. 低对称性光子晶体超宽带全角自准直传输的机理研究. 物理学报, 2015, 64(6): 064209. doi: 10.7498/aps.64.064209
    [10] 王冠宇, 宋建军, 张鹤鸣, 胡辉勇, 马建立, 王晓艳. 单轴应变Si导带色散关系解析模型. 物理学报, 2012, 61(9): 097103. doi: 10.7498/aps.61.097103
    [11] 李文胜, 罗时军, 黄海铭, 张琴, 付艳华. 由单负材料组成的一维对称型光子晶体中的隧穿模. 物理学报, 2012, 61(17): 174101. doi: 10.7498/aps.61.174101
    [12] 苏安, 高英俊. 双重势垒一维光子晶体量子阱的光传输特性研究. 物理学报, 2012, 61(23): 234208. doi: 10.7498/aps.61.234208
    [13] 王光怀, 王清才, 吴向尧, 张斯淇, 王婧, 刘晓静, 巴诺, 高海欣, 郭义庆. 一维函数光子晶体的研究. 物理学报, 2012, 61(13): 134208. doi: 10.7498/aps.61.134208
    [14] 刘其海, 胡冬生, 尹小刚, 王彦庆. 由单负材料组成的含有缺陷层的一维光子晶体结构中的缺陷模. 物理学报, 2011, 60(9): 094101. doi: 10.7498/aps.60.094101
    [15] 张正仁, 隆正文, 袁玉群, 刁心峰. 对称型单负交替一维光子晶体的能带结构. 物理学报, 2010, 59(1): 587-591. doi: 10.7498/aps.59.587
    [16] 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
    [17] 邓新华, 刘念华, 刘根泉. 单负材料光子晶体异质结构的频率响应. 物理学报, 2007, 56(12): 7280-7285. doi: 10.7498/aps.56.7280
    [18] 许兴胜, 陈弘达, 张道中. 非晶光子晶体中的光子局域化. 物理学报, 2006, 55(12): 6430-6434. doi: 10.7498/aps.55.6430
    [19] 童元伟, 张冶文, 赫 丽, 李宏强, 陈 鸿. 用传输矩阵法研究微波波段准一维同轴光子晶体能隙结构. 物理学报, 2006, 55(2): 935-940. doi: 10.7498/aps.55.935
    [20] 周鹏, 游海洋, 王松有, 李合印, 杨月梅, 陈良尧. 金属插层对一维光子晶体中光传输特性的影响. 物理学报, 2002, 51(10): 2276-2280. doi: 10.7498/aps.51.2276
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-04-09
  • 修回日期:  2013-05-06
  • 刊出日期:  2013-09-05

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