光子晶体太赫兹波导带隙的研究

提出了一种光子晶体太赫兹波导,该波导包层为硅介质中含有按三角形格子周期排列的空气孔,纤芯为有机材料聚乙烯.这种波导是一种带隙效应波导.首先介绍平面波法(PWM)的理论,然后应用平面波法分析了这种光子晶体太赫兹波导的带隙结构,研究空气填充率变化对光子带隙结构的影响,得到了光子晶体太赫兹波导周期性结构的结构参数及与其相对应的导波频率.分析结果表明,增大空气填充率,可得到多条带隙和较大的带隙宽度,更易于实现纤芯导光.保持空气填充率不变,仅改变空气空间距可以在保持带隙结构不变条件下改变光子晶体太赫兹波导的导光频率.     

掺杂型塑料光子晶体太赫兹波导色散特性研究

文章设计了一种新型的塑料光子晶体太赫兹波导,该波导包层为聚乙烯(含周期性排列的三角格子型空气孔),芯层为有机材料聚四氟乙烯.采用时域有限差分(FDTD)法仿真得到色散特性曲线.研究结果表明,该掺杂型塑料光子晶体太赫兹波导是一种适合太赫兹波传输的光子带隙效应型波导.在太赫兹波段具有良好的传输特性.     

太赫兹波在光子晶体中的频率变换技术研究

如何获得稳定的较大功率的各种频率的太赫兹波源是太赫兹技术发展需要解决的一个关键问题。类比光波在冲击波作用下在光子晶体中可以实现频率的转变,研究了太赫兹波在相应条件下是否可以实现频率的变换。理论分析了冲击波作用光子晶体后太赫兹频率变换过程;运用传输矩阵法在matlab软件中计算了冲击波作用光子晶体的帯隙变化。计算结果表明光子晶体的禁带位置和宽度被冲击波作用后发生了变化,冲击波的压缩比、光子晶体的晶格常数、折射率等参数选取适当时太赫兹波在光子晶体中可以实现频率变换。     

新型高速调制太赫兹波调制器理论研究

提出一种基于复式三角晶格光子晶体的新型高速太赫兹波调制器。该调制器采用点、线缺陷组合的结构,通过在点缺陷处填充非线性光控材料聚苯胺,实现对太赫兹波的通、断调制。基于RSoft软件仿真结果表明：该结构光子晶体太赫兹波调制器的插入损耗为0．31dB,消光比为21．7dB,响应时间为100ps,调制速率为10GHz。这种新型的光控光子晶体调制器在将来的高速太赫兹通信系统中具有重要的应用价值。     

太赫兹波在二维正三角晶格金属光子晶体中的传输特性

运用频域有限元法研究了一种二维正三角晶格金属光子晶体在太赫兹波段的传输特性。该模型选取空气为背景材料,金属铜为介质柱。通过改变太赫兹波的入射方向、晶格常数和介质柱填充率,对TM模和TE模的传输特性进行了系统完整的分析,获得了太赫兹波在正三角晶格金属光子晶体中的传输规律。结果表明,传输特性随着介质柱填充率、晶格常数及太赫兹波入射方向的变化而变化,且TE模和TM模带隙差异很大,这为太赫兹波段的光子晶体滤波器、反射器和极化器的开发与制作提供了参考依据。     

二维正方晶格光子晶体的带隙研究

利用平面波展开法模拟了二维正方晶格光子晶体的能带结构,通过改变介质柱半径的大小从r=0.2a变化到r=0.4a和介电常数的大小从εa=11.6变化到εa=20,分析研究了光子晶体的光子禁带以及太赫兹波在光子晶体中的传输特性。研究结果为制作太赫兹波段的光子晶体器件提供了理论依据。     

太赫兹波在光子晶体中的传输特性

为了研究太赫兹波在2维正方晶格光子晶体中的传播特性,利用平面波展开法数值模拟了光子晶体能带结构和态密度分布。计算表明,E偏振当填充率f=0.6362和H偏振当填充率f=0.7845时出现最大光子带隙,在f=0.7791出现最大完全光子带隙;增加介电常数的差值,也增加了太赫兹波在正方晶格光子晶体中传输的带隙;光子晶体态密度的分布验证了存在光子带隙的范围。研究结果为太赫兹波器件的开发提供了理论依据。     

太赫兹光子对生物分子系统作用效应的微观机制分析

太赫兹辐射是指频率范围在0.1×1012～10×1012 Hz之间的电磁辐射, 而生物分子的链、键振动频率大于1014 Hz, 故太赫兹光子难以引起生物分子的共振吸收效应。但按Frohlich的理论, 活的生物分子系统是具有高度相干性的系统, 其运动状态具有内部协同的集体振荡效应, 该集体振动模的频率为0.02×1012～2.0×1012 Hz。因此, 太赫兹光子是能够与活的生物分子系统发生相互作用的,并产生相应的共振吸收效应。在偶极近似条件下, 可通过太赫兹光子与生物分子振子相互作用的哈密顿量, 求解相应的薛定谔方程, 可解释太赫兹光子的荧光效应; 并讨论了太赫兹光子对生物细胞膜的作用效应机制。     

太赫兹波在二维光子晶体中的传播特性

为了得到太赫兹波在二维三角晶格光子晶体中的传播特性,利用平面波展开法数值模拟了三角晶格能带结构和态密度分布,得出E偏振当填充率f=0.9069和H偏振f=0.7346时出现最大光子带隙,在f=0.8358出现最大完全光子带隙.计算表明,增加介电常数的差值,太赫兹波在三角晶格光子晶体中传播的带隙增加了,光子晶体态密度的分布验证了存在光子带隙的范围.研究结果为太赫兹波器件的开发提供了理论依据.     

基于二维光子晶体的光控分光比可调Y型太赫兹波分束器

在完整的二维三角晶格硅光子晶体中,引入线缺陷和非线性聚合物材料的点缺陷,利用线缺陷模和点缺陷模的耦合作用和非线性聚合物材料的三阶非线性克尔效应,提出了一种基于二维光子晶体的光控分光比可调Y型太赫兹波分束器。采用平面波展开法（PWM）和时域有限差分法（FDTD）,对分光比可调的太赫兹波分束器性能进行了研究。研究结果表明,通过改变控制光的光强,可实现两输出端口分光比可调的Y型太赫兹波分束器。此分束器可实现特定波长的太赫兹波分光,透射率达到98%以上,附加损耗低于0.087 dB,响应时间达到ps量级。该分光比可调的分束器将在未来太赫兹波通信中具有广阔的应用前景。     

光子晶体及其应用

光子晶体是一种具有光子带隙的新型功能材料，它独特的物理性质使得光子晶体具有理论研究价值和广泛的应用前景。主要介绍了光子晶体的基本概念和三维光子晶体的制备技术。并综述了光子晶体的一些物理特性及其在光学、通信、微波方面的应用。     

PBG结构在微波领域的应用

20世纪80年代末出现的光子晶体是一种具有光子带隙的新材料,其特有的性质使得光子晶体具有广泛的应用前景。本文介绍了光子晶体的概念,综述了光子带隙结构在微波领域的典型应用和研究进展。     

Engineered Light Scattering in Colloidal Photonic Heterocrystals

Photonic heterocrystals are prepared by sandwiching films of self‐assembled opal and force‐assembled Langmuir–Blodgett colloidal crystals. Anomalously strong light scattering in conjunction with low reflectivity is observed with increasing angle of incidence in the spectral range of photonic bandgaps. The occurrence of light scattering at the interface has been assigned to the optical mode mismatch between the two types of photonic crystals. Photonic bandgap‐related mechanisms of trapping the decaying photonic crystal modes at the interface are suggested.     

Double‐Inverse‐Opal Photonic Crystals: The Route to Photonic Bandgap Switching

Photonic crystals with a complete bandgap can stop the propagation of light of a certain frequency in all directions. We introduce double‐inverse‐opal photonic crystals (DIOPCs) as a new kind of optical switch. In the DIOPC, a movable, weakly scattering sphere is embedded within each pore of the inverse‐opal photonic crystal lattice. Switching between a diffusive reflector and a photonic crystal environment is experimentally demonstrated. Theory shows that a complete bandgap can be realized that can be opened or closed by moving the spheres. This functionality opens up new possibilities for the control of light emission and propagation. The close link and interaction between the chemical synthesis and the computational design and analysis underlines the interdisciplinary focus of this report.     

双包层光子晶体光纤激光器研究进展

光子晶体光纤(PCF)具有许多传统光纤难以实现的诸多优良特性,以光子晶体光纤为增益介质的高功率光纤激光器受到了普遍关注.介绍了光子晶体光纤及由其构成的光子晶体激光器的原理,重点介绍了双包层光子晶体光纤激光器国内外的最新研究进展.     

光子晶体及其在现代电子技术中的应用

光子晶体(photonic crystal)是20世纪80年代末提出的新概念。光子晶体的发现,提供了一种全新的控制光子传播的机制,被广泛地应用在光通信中,使得光学、光电子学和信息技术发生了革命性变化。简单介绍了光子晶体的基本概念和主要特点,并结合他的特点,详细阐述了光子晶体光纤的主要原理和显著优势,并概述了光子晶体的其他用途。     

光子晶体光纤弯曲损耗特性研究

光子晶体光纤是一种新型光纤,由于它的性能优良,成为研究领域的热点。本文先对光子晶体光纤进行了介绍,分析了光子晶体光纤弯曲耗损理论,最后对光子带隙型晶体光纤的弯曲耗损进行了测试研究。结果表明光子带隙型晶体光纤抗弯曲耗损比传统的单模光子晶体光纤能力强。     

光交换技术的现状及发展趋势

光交换技术是未来全光网络（AON）中的关键技术。本文论述了光交换技术的现状及发展趋势，并对我国发展光交换技术提出个人的建议。     

基于光子晶体的光动力治疗仪研究

光动力治疗仪是利用光动力疗法进行癌症治疗的一种新型医疗仪器。为了解决光动力治疗仪照射光色纯度不高的问题,引入光子晶体理论,采用传输矩阵法进行MATLAB编程分析光子晶体禁带特性,甄选合适的光子晶体材料,确定其结构参量。结果表明,所设计的新型光子晶体掺杂结构,对一定频率范围内的入射光,只允许对肝癌、胃癌等内脏器官癌症具有治疗效果的980nm的近红外光通过,具有良好的滤波特性。利用此特性可以制作光子晶体滤波器,将此滤波器应用到普通光动力治疗仪上,对癌症的治疗起到很大的作用。     

A neat idea [photonic crystal fibre]

Photonic crystal fibre could mark the start of a new era in optical communications. The author describes the work of Philip Russell in the development of this technology which is based on the photonic bandgap of crystals. The physics involved is explained and the development and manufacture of the photonic crystal fibre is described. The need to reduce losses is mentioned. The advantages of photonic crystal fibres and some potential applications are briefly outlined