介质光学厚度对双负材料光子晶体透射峰带宽的调制

采用传输矩阵法,通过编程计算模拟双负材料光子晶体(AB)mBCB(BA)m的透射谱,研究介质光学厚度对光子晶体带宽的调制机制,结果发现:当分别增大A或B介质层的光学厚度时,光子晶体的透射能带谱均向低频方向移动,且透射峰带宽均逐渐变窄,但透射峰的透射率保持100%不变;当C介质层光学厚度按负值减小时,光子晶体的透射能带谱则向高频方向移动,而透射峰的带宽也变窄且透射率保持100%;相对而言,B介质层光学厚度对带宽的调制最灵敏,A层次之,而C层最弱。介质光学厚度对双负材料一维光子晶体透射峰带宽的调制功能,为设计不同频率或波长范围的窄带滤波器、光开关等光学器件提供理论基础和现实指导意义。     

双正、双负和单负介质光子晶体能带的比较研究

利用传输矩阵法理论,对双正、双负和单负介质构成的对称结构光子晶体能带谱进行了对比研究,结果得到：由不同介质材料构成的对称结构光子晶体,其能带谱存在很大的差异,其中以单负介质光子晶体禁带宽度最宽,双负介质光子晶体次之,双正介质光子晶体的禁带宽度为最窄;当周期数变大时,光子晶体禁带中的透射峰带宽均逐渐变小并趋于尖锐,且以单负介质的光子晶体透射峰带宽减小的速度为最快;介质厚度dB对单负介质光子晶体的调制效果要优于对双正和双负光子晶体的调制效果;入射角对单负介质光子晶体能带谱的影响要大于对双正和双负介质光子晶体.不同介质材料构成的对称结构光子晶体的这些光传输特性,可为镜像对称结构光子晶体的设计以及窄带或是宽带光子晶体光学滤波器件等提供理论指导.     

缺陷光学厚度对对称结构一维光子晶体透射谱的影响

在A层为双正和双负介质情况下,用传输矩阵法理论研究缺陷层的光学厚度对对称结构一维光子晶体(AB)mC(BA)m透射谱的影响,结果发现:在无缺陷情况下,不论A层是双正还是双负介质,禁带中心均出现超窄频带单透射峰,具有传统对称结构光子晶体透射谱的特征;当中间插入光学厚度等于四分之一中心波长的双正缺陷C后,两者的单透射峰一分为二,且双负情况下两透射峰之间的距离较大;当缺陷C的光学厚度为二分之一中心波长时,双正情况下禁带中心出现单透射峰,双负情况下则出现三条透射峰;当缺陷C的光学厚度等于中心波长时,双正情况下出现三条透射峰,而双负情况下则出现五条透射峰。对称结构光子晶体的透射谱随缺陷光学厚度变化的规律,可用以设计可调性超窄带滤波器。     

实现多系双通道滤波功能的异质结构光子晶体

用传输矩阵法研究一维异质结构光子晶体(AB)m(BC)nA(BC)n(BA)m的透射能带谱,结果发现:当光垂直入射到光子晶体时,在较宽的禁带范围内出现孪生透射峰,且结构周期对孪生透射峰有很好的调制功能,随着周期数n的增大,孪生透射峰的数目增多,随着周期数m的增大,各透射峰越来越锋锐;孪生透射峰对介质厚度的变化都很敏感,随着介质A厚度的增大,孪生透射峰均出现明显的红移,并逐渐演变为振荡峰,导致孪生透射峰消失,不利于双通道光滤波的调制,而随着介质B厚度的增大,孪生透射峰向长波方向移动,但透射峰的透射率及其宽度没有明显变化。该异质结构光子晶体的光传输特性,可为多系双通道光子晶体滤波器件的设计提供指导意义。     

周期数对光量子阱透射谱的影响

用传输矩阵法理论,研究周期数对一维光子晶体量子阱透射谱的影响,结果表明:随着阱层或垒层周期数的增大,光子晶体量子阱的透射峰均变窄,且垒层周期数增大时透射峰变窄的速度快;垒层介质高低折射率比值越大,或垒层周期数增大,光子晶体量子阱的透射峰变窄速度越快。这些特性,对提高光子晶体光学滤波器件的品质有指导意义。     

具有复介电常量对称结构一维三元光子晶体透射谱的研究

利用传输矩阵法理论,研究含复介电常量对称结构一维三元光子晶体的光传输特性。结果表明:当各层介质的介电常量均为实数时,在较宽的禁带范围内出现一条透射率为100%的透射峰;当介质介电常量含正虚部时,禁带中的透射峰出现透射衰减现象,若含有负虚部时,透射峰则出现透射增益现象;随着复介电正虚部的增大,透射峰出现单调衰减,而随着复介电负虚部绝对值的增大,透射增益达到一极大值,随后减小;在不同介质层引入复介电常量引起透射峰的透射率衰减或增益强度不同。这些特性对设计光放大器、衰减器等新型光学器件有一定的参考价值。     

二元三周期光子晶体透射能带特性的研究

用传输矩阵法理论研究二元三周期一维光子晶体(AmCnAm)k的透射谱,结果发现:在1 900～2 500 nm波长范围内,透射能带谱中出现一个较宽的透射通带,通带两侧的禁带中分别出现两组多条窄带共振透射峰,两组透射峰的条数均可分别由周期数k调节,且条数与k-1数值对应;光子晶体(AmCnAm)k透射能带谱对重复周期数m、n、k变化反应灵敏,当增大m,或增大n,或增大m、n时,光子晶体的透射谱向长波方向移动,即出现红移现象,其中m增大时透射谱红移速度最快,m、n同时增大红移速度次之;随着k,或m,或n,或m、n的增大,光子晶体透射峰的品质因子均不同程度的得到提高。这些特性对光子晶体的实际设计和应用均具有一定的指导意义。     

掺杂一维光子晶体透射谱研究

用传输矩阵法计算模拟掺杂(含缺陷)一维光子晶体模型(ABCn AB)m 的透射谱,当n=1,(AB-CAB)m的透射谱出现了有规律的共振透射带,具有宽带滤波的特性,当m=10时,(ABCAB)10随缺陷层C的折射率nc的变化,禁带中心频率处(1.0ω/ω0)出现了一个带宽由大变小变化的透射带,且每个透射带又分裂为恒定透射率的多个透射峰;当m=10,n为奇数时,模型(ABC nAB)10 的透射谱出现奇数个透射带,n为偶数时,出现偶数个透射带,且每个透射带均分裂为9个透射峰.这些特性可用于设计可调性多通道滤波器等.     

基于一维光子晶体掺杂结构的单通道滤波特性分析

采用传输矩阵的计算方法,研究了一维光子晶体掺杂结构对光传输特性的影响,利用MATLAB绘制不同结构参数的一维光子晶体第一带隙透射率图谱.通过绘图发现：对称一维光子晶体的周期结构（（BA）m（AB）m）,在带隙内部出现光子局域,在中心波长处产生共振隧穿效应;增加对称周期层数,能够降低隧穿效应的透射率,降低光子局域带宽;提高掺杂层折射率,降低光子局域带宽,局域中心向短波方向移动;增大入射角,光子局域中心向短波方向移动;选择适当的结构参数能够实现在1 550 nm光波附近的窄带滤波器的设计.     

掺杂激活杂质的异质结构光子晶体透射特性

利用传输矩阵法理论,数值模拟了一维异质结构光子晶体(AB)m(CD)m(GH)m(LK)m的透射特性。结果发现:当介质无激活杂质且不考虑吸收时,在较宽的禁带范围内出现多条透射率为100%的共振透射峰,透射峰的数目恰好与结构周期数相对应;当介质掺入激活杂质时,共振透射峰均出现透射增益现象;在不同介质层掺入激活杂质时,各透射峰的增益对介质的介电虚部响应灵敏度存在很大差异,其中以(CD)层介质掺入激活杂质时,灵敏度最高,增益极值也最大,其次为(GH)层,(AB)层和(LK)层较低。这些特性对设计新型光学器件有一定的参考价值。     

介质厚度对一维三元结构光子晶体透射谱的影响

用传输矩阵法研究各介质层厚度对一维三元光子晶体(CBA)m(ABC)m透射谱的影响,结果发现:在很宽的禁带范围内,仅出现一条透射峰,且随着m的增加透射峰越加精细;随着A、B、C各介质层厚度的增加,透射峰均向长波方向移动,三者厚度同时增加时透射峰移动速度最快,单层厚度增加时,增加C层厚度透射峰移动最快,B层次之,A层最慢;随着各层介质厚度增加,光子禁带向长波方向移动,各层厚度同时增加时主禁带移动的速度最快,单层厚度增加时,移动速度快慢依次为C层、B层、A层。随着各层介质厚度同时增加或是C、A单层增加,禁带加宽,但B层厚度增加禁带反而变窄。一维三元结构光子晶体的这些特性,为光子晶体设计不同频率范围的光学滤波器、反射器等提供指导。     

周期数对多周期一维光子晶体透射谱的影响

用传输矩阵法研究多周期一维光子晶体(CgAlCm)n的透射谱,结果发现:在2 200 nm(频率-波长)位置出现一条宽的透射带,透射带两边对称分布着两组相同特点的透射峰,各组透射峰的条数均等于n-1条;随着周期数n的增大,宽透射带上端出现振荡,并产生数目与n-1值对应的振荡峰,随n的增大,两组透射峰数目分别随n-1值增加的同时宽度会越来狭窄;随着周期数g、m的增大,透射带和左右两侧的两组透射峰均向右移动,且透射带和透射峰会越来越窄;随着周期数l或g、l、m或g、l、m、n的增大,透射带和左右两侧的两组透射峰所分布的频率范围均扩大,并向长波(低频)方向移动,同时透射带上端的振荡加剧,振荡峰数目与各周期数有关,当移动和振荡到一种程度后,透射带与两侧透射峰合并成单组透射峰,而且当g、l、m、n同时增大时合并现象最明显。多周期一维光子晶体透射谱随周期数变化的这些特性,为光子晶体设计可调性多通道宽带、窄带光学滤波器件提供指导。     

凝胶燃烧法制备镍掺杂氧化锌及其光致发光性能

采用凝胶燃烧法制备了粒径为100 nm~300 nm 的 Zn1-xNixO (x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)纳米粉末.使用 SEM、 XRD、荧光分光光度计对产物的结构、形貌及光学性能进行表征.研究结果表明,氧化锌中镍的最大掺杂量为 x=0.03,超出以后会析出氧化镍晶体.随着镍掺杂量的增加,镍掺杂氧化锌的紫外吸收限发生红移,能带宽度逐渐降低,紫外光区的吸收减弱而可见光区的吸收增强;镍掺杂氧化锌发射光谱发射峰强度减弱、宽化,并出现一些新的发射峰     

Design of non-polarizing thin film edge filters

INTRODUCTION The design of tilted edge filters which avoid the polarization problems is a much more difficult task than that of polarizer design and there is no com-pletely effective method (Macleod, 2001). Edge fil-ters are divided into two main groups, long-wave-pass and short-wave-pass. They are widely used for vari-ous optical purposes, especially in wavelength divi-sion multiplexers (WDM) (Nosu et al., 1979) and multimedia color projection display (Zhang et al., 1999). Unfortunate…     

双缺陷间距对一维光子晶体带隙的影响

在一维光子晶体中掺杂两个不同介电常数比的缺陷层,基本周期层及两个缺陷层D1和D2的折射率分别取为(n2,n3)=(1.5,2.5),(n2',n3')=(2.0,4.0),(n2',n3')=(4.0,2.0);采用传输矩阵法,获得了光波正入射情形下,L n D1L m D2L n模型一维光子晶体的透射谱;取介质总层数为14层,即2n+m+2=14,通过调节参数m,分析并讨论了双缺陷层间距对一维光子晶体带隙特性的影响。     

C掺杂β-Si3N4的电子结构和光学性质

运用密度泛函平面波赝势方法（PWP）和广义梯度近似（GGA）,对替代式C掺杂β-Si3N4的超晶胞电子结构进行了模拟计算,分析了β-Si3N4：C的电子结构和光学性质．对C掺杂前后电子结构的异同以及价键的一些性质进行了对比分析发现,由于C的掺杂,价带宽度展宽,导带宽度和禁带宽度均变窄;态密度出现了几个新的峰,平均峰值有所减小．通过对比分析光吸收系数发现,相对于β—Si3N4的光吸收系数,β-Si3N4：C的吸收系数有所降低,并且向长波方向移动,100nm处的吸收峰向长波方向移动约11．8nm．