基于光子晶体的远红外与激光兼容伪装材料

现代探测系统由单一工作模式向复合工作模式转变,对伪装材料的光谱特性提出了某些特殊要求.光子晶体是一种新型的人工结构功能材料,基于光子禁带的高反射特性,可以实现红外伪装;基于一维掺杂光子晶体,可以实现远红外与激光兼容伪装.设计了一种基于光子晶体的远红外与激光兼容伪装材料,利用薄膜光学理论的特征矩阵法计算了反射光谱,发现可...     

光子晶体隐身应用分析

激光隐身和红外隐身的兼容是现代战场的迫切需求,但是二者对材料的要求是相互制约的,利用掺杂光子晶体的缺陷能级形成的“光谱挖孔”结构可以很好地解决这一难题。利用薄膜光学理论中的特征矩阵法计算了设计的掺杂ZnSe的CdSe/SiO2光子晶体薄膜的反射、透射和吸收光谱,计算结果表明掺杂光子晶体能够很好的满足热红外与1.06μm或10.6μm激光隐身兼容的要求。指出掺杂光子晶体的缺陷能级是由高透射引起的低反射,并不满足激光隐身的实际要求,解决方法是在光子晶体薄膜的基底中引入吸收材料,从而把缺陷能级透过的激光吸收掉。     

一种新型优质光子晶体偏振滤波器的设计

设计了一种各向异性的一维掺杂光子晶体,利用特征矩阵法研究了该各向异性一维掺杂光子晶体的偏振滤波特性,并与各向同性的一维掺杂光子晶体的两个偏振态缺陷模进行了比较.结果表明,当光以不同角度入射时,透射波中横电波(TE)和横磁波(TM)的缺陷模都会出现明显的分离.利用这个特性设计出一种新型优质光子晶体偏振滤波器.     

基于掺杂电光材料一维光子晶体的光开关

设计了新型的光开关器件,该器件建立在掺杂电光材料的一维光子晶体上.运用传输矩阵法研究掺杂电光材料的一维光子晶体的传输特性.结果发现对特定缺陷模频率的光波,可以通过加在掺杂电光材料的电场来控制光信号的通断.当外加交变电场时,一维光子晶体周期性地输出脉冲.输出脉冲的间隔周期是外加电场的一半.     

一种基于光子晶体的红外伪装材料

光子晶体作为一种新型人工结构功能材料,基于光子禁带的高反射特性可以实现热红外伪装.选择红外波段透明的常用薄膜材料CdSe、SiO2设计出在中远红外波段具有高反射禁带的光子晶体,利用薄膜光学理论的特征矩阵法计算了反射光谱.通过构造异质结光子晶体,实现了光子带隙的展宽,设计的双周期CdSe/SiO2异质结光子晶体基本上实现了中远红外双波段的高反射,其中在3.14～5.57μm和8.16～13.96 μm的光谱反射率都大于95%,较好地满足了中远红外双波段伪装兼容的要求.倾斜入射时光子晶体的TM波和TE波的反射光谱是不同的,TM波的带隙较之于垂直入射时减小,TE波的带隙较之于垂直入射时增大,TE波在中远红外波段具有高反射的连续区域明显比TM波的大得多.     

光谱选择性激光隐身材料研究现状

综述了稀土上转换、光子晶体和有机体系光谱选择性激光隐身材料的光谱选择吸收机理,稀土上转换材料通过上转换原理、光子晶体材料通过膜系材料结构设计、有机体系材料通过特定官能团振动均可实现特定波段光谱能量的选择性吸收。分析了三种光谱选择吸收材料应用于激光隐身的可行性和激光隐身的实现方式,综述了材料的研究现状。指出,光谱选择性激...     

一种基于光子晶体的中远红外双波段兼容伪装材料

光子晶体作为一种新型人工结构功能材料,基于其光子禁带的高反射特性可以实现热红外伪装。选择红外波段透明的薄膜材料A、B,设计出在中远红外波段具有高反射禁带的光子晶体,利用薄膜光学理论的特征矩阵法计算了反射光谱。通过构造异质结构光子晶体,实现了光子带隙的展宽,该结构光子晶体基本上实现了中远红外双波段的高反射,在2.94~5.06μm和7.66~11.98μm波段的光谱反射率接近为1;在2.91~5.12μm和7.62~12.29μm波段的光谱反射率大于95%,较好地满足了中远红外双波段兼容伪装的要求。倾斜入射时光子晶体的TM波和TE波的反射光谱是不同的,随着入射角度的增加,TM波的带隙逐渐变窄,而TE波的带隙逐渐变宽。     

一维光子晶体缺陷模光场分布的色散效应

利用特征矩阵的方法推导出光在一维掺杂光子晶体中光场的分布公式,利用光场的分布公式和材料的色散公式研究了杂质色散对一维掺杂光子晶体缺陷模和禁带光场分布的影响。研究表明:杂质色散对一维掺杂光子晶体缺陷模的光场的分布会产生明显的影响,杂质色散会使缺陷模的光场的峰值明显降低,会使光场分布的半高宽明显减小。     

掺杂一维光子晶体的杂质态

阐述了无缺陷光子晶体与掺杂光子晶体的结构,用光学特征矩阵方法,通过数值模拟计算具体讨论了一维光子晶体的一个实例。计算结果表明,掺杂光子晶体的禁带出现了极窄的、高透射率的尖峰,即光子杂质态,类似于半导体材料中的杂质能级。杂质层的引入增宽了原来光子禁带的宽度,杂质态的特征与杂质层的光学厚度、折射率及在晶体中的位置等因素有关。     

色散对一维光子晶体能带中光场的影响

利用特征矩阵的方法推导出光在一维光子晶体中光场的分布公式,利用光场的分布公式和材料色散公式研究了材料色散对一维光子晶体内部光场分布的影响。研究表明:对于禁带,材料色散对一维光子晶体内部光场的分布不会产生明显影响;对于导带,材料色散对一维光子晶体内部光场的分布会产生明显的影响。这些规律的获得加深了对一维光子晶体性质的认识。