摘要：设计了一个多缺陷的一维光子晶体,并利用传输理论研究其透射谱.利用泰勒展式的一级近似,得到了缺陷模频率的解析表达式,进而得到紧束缚理论中的耦合因子.这些结论与实验结果或数值模拟相符合,可以很好地描述缺陷模的有关规律,对多通道滤波器的设计具有指导意义.

摘要：在经典波系统中,赝磁场作为人工合成的规范场,可以像真实磁场一样调控波的传输,从而受到了人们的广泛关注.本文利用在二维光子晶体中引入单向线性梯度形变的方式,构建空间均匀分布的赝磁场.强赝磁场的存在导致光子晶体出现朗道能级量子化.与真实磁场不同,光子晶体赝磁场在两个不等价的能谷中相反,系统的时间反演对称性没有被打破.设计的光子晶体支持边界态的输运,并且能够使波束的传输路径发生弯曲.将具有相反赝磁场的光子晶体构造在一起还能够实现有趣的“蛇态”传输,为操控电磁波的传输并设计信息处理器件提供了良好的平台.

摘要：为了研究1维光子晶体中光的全反射贯穿效应及其偏振滤波特性,利用传输矩阵法计算了TE波和TM波在大于全反射角入射1维光子晶体的透射率,发现在透射波中出现了全反射贯穿效应。研究了TE波和TM波的全反射贯穿效应随介质光学厚度和周期数的变化特征,表明:全反射贯穿峰的频率随介质光学厚度的增加而减少,全反射贯穿峰数与周期数相等。且全反射贯穿效应具有优良的偏振滤波特性,利用这些特性可以设计出结构简单、控制方便的1维光子晶体的偏振滤波器。

摘要：用FDTD方法计算了二维正方晶胞各向异性碲圆柱光子晶体的点缺陷模 .为了得到TE ,TM模式在完全禁带中具有相同共振频率的缺陷模 ,对中心点缺陷半径Rd 以及中心附近对称位置的点缺陷半径Rn 做了一系列微调 .计算表明 ,TM模对于Rn 的变化不敏感 ,而TE模随着Rn 的改变出现了明显的规则的移动趋势 .通过计算分析 ,发现对应于f=0 .4的背景 (R =0 .35 6 8a) ,当Rd=0 .5 5a ,Rn=0 .2 6a时在完全禁带中TE和TM的缺陷模具有相同的共振频率ω0 =0 .2 4 6 6ωe(其中ωe=2πc a ,a为晶格常数 )

摘要：设计了一种基于定向耦合结构的光子晶体偏振分束器。该分束器由两个单模波导构成,通过调节两个单模波导的宽度可以改变耦合长度。利用时域有限差分法进行仿真分析,结果表明,在波长1550nm下TE和TM两种偏振模可以分束,透射率都达到90%以上,消光比分别达到22.4dB和18.2dB。该光子晶体偏振分束器的尺寸为25.8μm×13μm。

摘要：在二维矩形阵列结构硅光子晶体中去除相间三排硅柱的两排平行硅柱形成平行线波导对。利用时域有限差分法(FDTD)模拟仿真以及数值分析研究平行线波导对之间的耦合特性,发现改变硅柱半径和背景折射率可以明显改变波导的耦合周期长度。基于此结构,提出了一种新的液体折射率检测方法,以间隔三排硅柱的平行波导对为基本结构,设计了一款液体折射率探测器。该方法与其他的液体折射率检测方法相比,具有结构紧凑、测量速度快等优势,可实现折射率的快速精确检测和仪器的小型化设计。

摘要：用量子理论新方法研究一维镜像光子晶体,将光的量子波动方程应用到一维光子晶体中,推导出量子传输矩阵,量子透射率和量子反射率公式。进一步研究缺陷层数目以及吸收介质和激活介质对一维光子晶体量子透射特性的影响,从而可以设计出光学滤波器、放大器和衰减器。当加缺陷层时,缺陷模出现尖锐峰,当缺陷层数目增加时,缺陷模个数增加,可设计为多通道光学滤波器。在缺陷层中加入吸收介质时,缺陷模强度减弱。在缺陷层中加入激活介质时,缺陷模强度增强,可设计为光学放大器和衰减器。

摘要：二维六方氮化硼(hexagonal boron nitride,hBN)材料在产生光学稳定的超亮量子单光子光源领域有着潜在应用,有望用于量子计算和信息处理平台,已成为研究热点.而光学非对称传输设备是集成量子计算芯片中的关键器件之一.本文从理论上提出了一种基于hBN材料光子晶体异质结构的纳米光子学非对称光传输器件.运用平面波展开法研究了光子晶体的能带结构与等频特性,从理论上分析了hBN异质结构中可见光波非对称传输的可行性.同时,采用时域有限差分方法研究了可见光波段异质结构的晶格常数和半径对透射光谱的影响.研究结果显示,该结构实现了在610—684 nm波长范围内TE偏振光的非对称传输,在652 nm波长处正向透射率达到0.65,反向透射率为0.006,非对称传输透射对比度高达0.98.本文提出的结构模型为基于hBN的新型纳米光子器件设计提供了新的可能性,可用于不同功能光学器件的集成设计.

摘要：提出了一种新颖的基于光子晶体光纤和空间光学元件的光学谐振腔结构,利用MATLAB软件进行了谐振腔谐振特性的计算与分析,并在此基础上完成了谐振腔设计.设计的分析结果表明,当谐振腔输入镜M1和输出镜M2的反射率等于0.99时,谐振清晰度可以达到43.5,谐振腔谐振深度可以达到0.9987,陀螺极限灵敏度可以达到0.5°/h.

摘要：石墨烯在光电子学领域具有广泛应用,但石墨烯的吸收率较低限制了其在某些方面的应用。为了改善单层石墨烯的吸收特性,在前人研究的基础上,设计了石墨烯和光子晶体异质结构构成的复合结构。利用4×4传输矩阵法研究了外磁场、费米能量和设计波长等参数对石墨烯吸收特性的影响。结果表明,所设计的光学结构使石墨烯既保持了原有的宽吸收带,还增加了数目可调的窄吸收带。由于考虑到磁光效应,石墨烯的吸收特性表现出一定的磁圆二色性。对于各吸收带,通常情况下左旋圆偏振光的吸收率要大于右旋圆偏振光的吸收率。但调节外磁场和费米能量,可使各吸收带具有99%以上的吸收,在一定的条件下,还可实现近完美的100%吸收。研究结果为光电子学领域中基于石墨烯的相关器件的设计提供了参考。