引入零平均折射率材料掺杂的一维光子晶体缺陷模的特性研究

引入零平均折射率 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 掺杂的一维光子晶体缺陷模的特性研究 ( ) 量子光学学报 14 4: 443,448, 2008 A cta S in ica Q uan tum O ptica 3 ( ) 文章编号 : 1007 26654 20080420443 206 引入零平均折射率材料掺杂的一维光子晶体缺陷模的特性研究 王吉科 , 闫珂柱 , 姜迎迎 ()曲阜师范 大学物理工程学院 , 山东 曲阜 27 31 65 摘要 : 本文利用特征 矩阵理论模拟了一维光子 晶体引入零平均折射率 材料的缺陷模特性 ,发 现 在 基 频 带 隙 处出现了孪生缺陷模 ,并分析了组成 零平均折射率材料的正 负折射率材料的折射率的 变化对 孪 生 缺 陷 模 的 位置 、透射 率和半峰宽度的影响 ,为双通道窄带滤 波器的设计提供了新的思 路和理论依据 。 孪生缺 陷模 零平均折射率 ; 特征矩 阵 ; 关键词 : 光子晶体 ; 文献标识 码 : A 中图分类号 : O 43 1 负折射率材料组合在一起而形成的一种新型光 0 引言 [ 1 ] [ 2 ] 自 1 9 8 7 年 Yab lonovitch和 John分别提出 ,称之 为 零 平 均 折 射 率 光 子 晶 体 , 其 带 隙 晶体 光子晶体和光子 能 带 结 构 的 概 念 以 来 , 人 们 对 一 受周期尺寸与无 序 的 影 响 , 也 几 乎 不 随 入 射 角 维 、二维和三维的 光 子 晶 体 都 已 经 做 了 较 深 入 的 变化而变化 ,即 能 实 现 全 角 带 隙 。所 谓 零 平 均 研究 。由于有类似于半导体材料中的频率禁带的 射率 ,就是在由正 负 折 射 率 材 料 组 成 的 一 维 光 特性 ,因此光子 晶 体 有 着 很 广 阔 的 应 用 前 景 。例 晶体的一个周期中 ,满足 n d + n d = 0。文 如 : 利用光 子 晶 体 可 以 控 制 自 发 辐 射 ; 可 以 用 来 + + - - 制作宽频 带 、低 损 耗 的 全 向 反 射 镜 ; 制 作 零 阈 值 [ 1 2 ]研究 了 在 一 维 正 常 光 子 晶 体 中 掺 杂 由 两 的激光器 、高 效 率 的 发 光 二 极 管 光 滤 波 器 、光 开 单负材料 构 成 的 等 效 零 平 均 折 射 率 材 料 后 的 关 、光混频器 、光倍 频 器 、光 子 晶 体 光 纤 和 光 存 储 性 。 [ 3 27 ] 器等光通讯 器 件 。由 于 一 维 光 子 晶 体 结 构 上 本文正是基 于 以 上 几 点 , 设 计 了 在 由 两 种 的简单和制造上 的 可 行 性 , 对 其 研 究 的 深 度 和 广 常折射率材料组成的一维光子晶体中引入上面 度较之二维和三维光子晶体而言都首屈一指 。 近两年 ,由于负折射率材料的出现 ,使一 维 光 到的零平均折射 率 材 料 作 为 缺 陷 层 , 并 应 用 特 子晶体的研究 再 度 出 现 火 热 的 局 面 。目 前 , 有 许 矩阵的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 模拟 了 该 缺 陷 的 特 性 , 发 现 在 基 频 多关于负折射率材料光学性质的研究 。在由正负 隙处出现了孪生 缺 陷 模 , 并 研 究 了 它 们 随 缺 陷 折射率材料材料交替组成的一维光子晶体中引入 折射率变化而变化的情况 。 普通电介 质 缺 陷 , 随 着 缺 陷 层 厚 度 的 增 加 , 将 使 [ 8 ] 缺陷模的数 量 增 加 。在 由 普 通 材 料 和 透 明 负 [ 1 3 ] 折射率材料的组 成 的 一 维 光 子 晶 体 中 , 可 以 在 三 1 晶体结构和特征 矩阵理论 维方向上出现完 全 光 子 带 隙 , 因 而 可 以 在 三 维 方 我们设计了这样的结构 : [ 9 ] 向上限制光的传播 。文 献 [ 1 0 21 1 ]研 究 了 由 正 N N ( ) ( ) ( ) AB CD AB 。其中 ,材料 A 和 B 为 正 折 率材料 ,即 所 谓 的 正 常 折 射 率 材 料 , 其 折 射 率 厚度分别 为 n、d和 n、d。材 料 C 和 D 组 成 A A B B 陷层 ,即我 们 前 面 提 到 的 零 平 均 折 射 率 材 料 3收 稿日期 : 2 00 8 201 205; 修回日期 : 20 08 207 20 4 ( ) 作 者简介 : 王吉科 19 81 2, 山 东济宁人 , 曲 阜师范大 学 物 理 工 程 学 院 在 读 硕 士 研 究 生 , 从 事 光 子 晶 体 理 论 方 的研究 。 E 2m a il: w jk31 9 @ 12 6. com 射率和厚 度 分 别 为 n、d和 n、d。为 了 计 算 和取介质 。 C C D D 对于缺陷层有类似的结构 : 取 值 的 方 便 , 在 本 文 中 , 我 们 取 nd= nd=A A B B - 1 λλ δηδ co sisin 00C CC= , 并只考虑光垂直入射 的 , nd= - nd × C CD DQ = 4 4 δ ηδco s sin i C C C情况 。 - 1 δco s Dηδ- i sin D D对于由 A 和 B 两 层 介 质 组 成 的 一 个 基 本 周 ( )2 δco s Dηδi sin - D D期单元来说 ,其特征矩阵为 - 1 π δco s Aηδi sin δA A由于 D 作为负折射率材料 ,因此 = - g。 D × 2 M = δco s Aδηi sin A A那么对于整个光子晶体 ,其特征矩阵为 - 1 δco s Bηδi sin B Bxx 1 11 2 N N( )1 ( )ηδ 3 i sin = M QM B Bδco s Bxx2 1 2 2 λ π ω 0ηδ= , = n, j代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 所其中 , = ?g, g = j j j ω λ2 0 其透射系数 的 折 射 率 逐 图 增 加 , 由 图 分 析 , 我 们 得 到 了 如 2 结论 : 随着 材 料 C 折 射 率 的 增 加 , 孪 生 缺 陷 模 ( )4 = t x+ x+ x+ x 1 1 1 2 2 1 2 2向 中 心 位 置 靠 拢 , 其 透 射 峰 愈 加 尖 锐 ; 同 时 我 透射率为 也观察到 孪 生 缺 陷 模 的 透 射 率 随 着 材 料 C 折 3 ( )T = t? t5 率的增加而呈减小 趋 势 , 但 是 它 们 的 透 射 率 大 ( ) ( ) ( ) 始终保持 一 致 。而 d 、e 、f则 考 虑 了 保 2 数值模拟 , 而 让 负 缺陷层的正折射率 材 料 的 折 射 率 不 变 在本文中 ,我们选择材料 A 和 B 分 别 为 氟 化 射 率 材 料 的 折 射 率 逐 图 增 加 , 由 图 分 析 , 我 们 镁 和硫化镁 ,其折射率分别为 n= 1. 3 8 和 n= A B 到 了与 前 者类 似的 结论 : 随 着材 料 D 折射 率的 2. 3 8, 晶体周 期 数 N = 5。那 么 通 过 赋 予 材 料 C 加 , 孪 生 缺 陷 模 亦 均 向 中 心 位 置 靠 拢 , 其 透 射 和 D 以适 当的 折 射率 , 我 们就 可以 在 这个 光子 晶 愈加尖锐 ; 同样我们 也 观 察 到 孪 生 缺 陷 模 的 透 体的基频带隙处得到孪生缺陷模 。 率 随着 材 料 D 折 射率 的 增加 而呈 减 小趋 势 , 其 首先 ,我们通过对缺陷层 介 质 C 和 D 选 择 不 射率仍然保持一致 。 同的折射率 ,就可以得到孪 生 缺 陷 模 随 介 质 C 和 此外 ,我们也模 拟 了 材 料 C 的 折 射 率 与 材 D 的折射率所发生的变化 。 ( ) A 或 B 的折射率相同的时候 ,见图 2 ,发现 这 ( ) ( ) ( ) 图 1 中 a 、b 、c 考 虑 了 保 持 缺 陷 层 的 情况对孪生缺陷模的存在并无影响 。 负折射率材料的折 射 率 不 变 , 而 让 正 折 射 率 材 料 图 2 材料 C 与材料 A 或 B 的折射率相同时孪生 缺陷模的情况 ( ) ( ) F ig. 2 abdeno te dua l defec t m ode s : n= 1. 38, n= 2. 38 c c 为了 能 够 清 晰 的 观 察 到 孪 生 缺 陷 模 随 缺 陷 D ,它们的折射 率 的 增 加 都 将 使 孪 生 缺 陷 模 料 层折射率变化而变 化 的 情 况 , 下 面 我 们 分 别 就 缺 置 向 中 心 位 置 靠 拢 , 但 是 靠 拢 的 方 式 不 同 : 材 陷层折射率变化对 孪 生 缺 陷 模 的 位 置 、透 射 率 和 C 的折射率的增加使孪生缺陷模以内凹的方式 ( ) 半峰全 宽 fu ll w id th ha lf m axim um , FW HM 的 影 渐 靠近 ; 而 材料 D 的 折射 率的 增 加使 孪生 缺陷 响做如下分析 。 以外击的方式靠近 。此外 , 材 料 D 的 折 射 率 的 由图 3 可知 ,无 论 是 缺 陷 层 中 材 料 C 还 是 材 化对孪生缺陷模位置的影响强于材料 C。 图 3 缺 陷层折射率的变化对孪生 缺陷模位置的影响 F ig. 3 The po sition of dua l defec t mode s change s w ith the refrac tivity of defec t laye rs 由图 4 可知 , 缺 陷 层 介 质 折 射 率 的 增 加 对 孪 C 的折射率的增加使孪生缺陷模以内凹的方式逐 生缺陷模 透 射 率 的 影 响 有 与 其 对 孪 生 缺 陷 模 位 渐 减小 ; 而 材料 D 的 折射 率的 增 加使 孪生 缺陷 模 置的影 响 类 似 的 特 征 。无 论 是 缺 陷 层 中 材 料 C 以外击的方式减小 。同样 , 材 料 D 的 折 射 率 的 变 还是材料 D ,它们 的 折 射 率 的 增 加 都 将 使 孪 生 缺 化对孪生缺陷模透射率的影响强于材料 C。 陷 模 的 透 射 率 减 小 , 但 是 减 小 的 方 式 不 同 : 材 料 图 4 缺陷层折射率的 变化对孪生缺陷模透射率 的影响 F ig. 4 The tran sm issivity of dua l defec t m ode s change s w ith the refrac tivity of defec t laye rs 由图 5 可知 , 随 着 缺 陷 层 中 正 折 射 率 材 料 的 宽度以近直线的方 式 减 小 , 只 是 在 折 射 率 足 够 大 图 5 缺陷 层折射率的变化对孪生缺 陷模半峰宽度的影响 F ig. 5 The FW HM of dua l defec t m ode s change s w ith the refrac tivity of defec t laye rs 折射率材 料 的 折 射 率 的 增 加 使 孪 生 缺 陷 模 的 3 结论 在正常 材 料 形 成 的 光 子 晶 体 中 引 入 由 正 负 , 使 其 透 射 率 和 半 置以内凹的方式向 中 心 靠 拢 折射率材 料 共 同 组 成 的 零 平 均 折 射 率 材 料 作 为 宽度也以内凹的方 式 减 小 ; 负 折 射 率 材 料 的 折 缺陷 ,就 构 成 了 一 种 不 同 以 往 的 光 子 晶 体 谐 振 率的增加 使 孪 生 缺 陷 模 的 位 置 以 外 击 的 方 式 腔 。研究发现 ,在这 种 谐 振 腔 的 基 频 带 隙 处 出 现 中 心 靠 拢 , 使 其 透 射 率 也 以 外 击 的 方 式 减 小 了孪生缺陷模 , 而 且 其 透 射 率 有 一 定 的 损 失 。我 半峰宽度则以近直线的方式减小 。 们通过改 变 组 成 零 平 均 折 射 率 材 料 的 正 折 射 率 材料和负 折 射 率 材 料 的 折 射 率 得 到 孪 生 缺 陷 模 这种晶 体 结 构 为 设 计 双 通 道 窄 带 滤 波 提 的 位 置 、透 射 率 和 半 峰 宽 度 随 之 变 化 的 情 况 : 正 了一种可能 ,而我们 的 研 究 则 为 这 种 双 通 道 窄 滤波的设计提供了理论依据 。 参考文献 : 2sta te Physic s and E lec tron ic s [ J ]. YABLONV ICH E. Inh ib ited Spon taneou s Em ission in So lid[ 1 ] P hy s R ev L e tt, 19 87, ( ) 20 : 20 59 220 61. [ 2 ] P hy s R ev L e tt, 19 87 , JOHN S. Strong Loca liza tion of Pho ton s in Ce rta in D iso rde red D ie lec tric Sup e r L a ttice s [ J ]. ( ) 23 : 24 86 224 89. [ 3 ] LAB ILLO YD , B EN ISTYH , W E ISBUCHC , e t a l. D em on stra tion of Cavity M ode B e tween Two2d im en siona l Pho t ( ) C rysta l M irro rs [ J ]. E lec tron ics L e tte rs, 1 99 7 , 33 2 3 : 1 97 8 21 98 0. [ 4 ] FAN S, V ILL EN EUV E P R , JOANNO POULO S J D. H igh Extrac tion Effic iency of Spon taneou s Em ission from Slab ( ) Pho ton ic C rysta ls [ J ]. P h ys R ev L e tt, 1 99 7 , 78 1 7 : 32 94 23 29 7. TRULL J , MAR TOR ELL J , V ILA SECA R. A ngu la r D ep endence of Pha se2m a tched Second2ha rmon ic Gene ra tion [ 5 ] ( ) Pho ton ic C rysta l [ J ]. J ou rn a l of the O p tica l S oc ie ty of Am e rica B , 19 98 , 1 5 10 : 25 81 225 85. YAMADA S, KO YAMA T, KA TA YAMA Y, e t a l. O b se rva tion of L igh t P rop aga tion in two D im en siona l Pho ton ic C r [ 6 ] ( ) B a sed B en t Op tica l W avegu ide s [ J ]. J ou rn a l of A pp lied P hy sics, 2 00 0 , 89 2 : 8 55 28 58. ( ) 李启成 . 光子晶体光纤的 原理 、结构 、制作及潜在应用 [ J ]. 应用光学 , 20 05 , 26 6 : 4 9 25 2. [ 7 ] (石宗华 , 耿继国 , 闫珂柱 . 含负折射率材 料的一维光子晶体缺陷模 式的研究 [ J ]. 量子光学 学报 , 20 07 , 13 [ 8 ] 1 2 9 21 33. SHADR IVOV I V , SU KHORU KOV A A , K IV SHAR Y S. , Com p le te B and Gap s in O ne2d im en siona l L eft2handed [ 9 ] Pe riod ic Struc tu re s [ J ]. P h y s R ev L e tt, 2 00 5 , 9 5: 19 39 03. L I J en2sen, ZHOU L e i, CHAN C T, e t a l. Pho ton ic B and Gap from a Stack of Po sitive and N ega tive Index M a te ria ls [ 10 ] ( ) [ J ]. P h ys R ev L e tt, 0 03 , 9 0 8 : 08 39 01 20 83 90 4. J IAN G H a i2tao , CH EN Hong, L I Hong2q iang, e t a l. Om n id irec tiona l Gap and D efec t M ode of O ne2d im en siona l Pho ton ic [ 11 ] C rysta ls Con ta in ing N ega tive2index M a te ria ls [ J ]. A pp P h y s L e tt, 2 00 3 , 8 3: 53 86 253 88. J IAN G H a i2tao , CH EN Hong, ZHU Sh i2yao. L oca lized Gap 2edge F ie ld s of O ne2d im en siona l Pho ton ic C rysta ls w ith an [ 12 ] ( ) Ep silon2nega tive and a M u2nega tive D efec t [ J ]. P h y sica l R ev iew E, 2 00 6 , 73 4 : 4 6 60 1. ( ) 王辉 , 李永 平 . 用特征矩 阵法计算光子晶体的带 隙结构 [ J ]. 物理学报 , 2 00 1 , 50 1 1 : 21 72 221 7 8. [ 13 ] Proper t ie s of D efec t M ode s in O n e 2d im en s iona l Pho ton ic C ry sta l C on ta in in g D efec t L a yer s w ith Zero A vera ge Refra c t ive In dex W AN G J i2ke, YAN Ke 2zhu , J IAN G Ying2ying ( )C o lleg e of P h ysics an d E n g in ee rin g, Q u fu N o rm a l U n ive rsity , Q u fu 27 31 65, C h in a A b stra c t: W ith the e igen m a trix m e thod , it sim u la te s p rop e rtie s of defec t m ode s in 1D 2PC con ta in ing ze ro ave rage refrac tivity m a te ria ls and d iscove re s dua l defec t m ode s in the first band gap. It is found tha t w hen the refrac tive index of defec t laye rs is changed , po sition , tran sm issivity and FW HM of dua l defec t m ode s a re va ried. So the struc tu re can be u sed a s a dua l channe l na rrow 2band filte r. K ey word s: p ho ton ic c rysta l; ze ro ave rage refrac tivity; e igen m a trix; dua l defec t mode 规范关键词的选择 据国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 关键词的定义 : 关键词是为了 文 献 标 引 工 作 而 从 报 告 、论 文 中 选 取 出 来 用 以 表 示 全 文 主 题内容信息款目的单词和术语 。一篇论文所列关键词之 间 应 有 一 定 逻 辑 组 合 关 系 , 通 过 这 种 逻辑组合 ,提示论文主题内容 。 () 单词 : 是指只包含一个词素 语言中最小的有 意 的 单 位 的 词 或 语 言 里 最 小 的 , 可 以 自 由 运用的单位 。 术语 : 指某学科中的专门用语 。 应在摘要后列出 ,每篇论 文 不 少 于 4 个 。从 技 术 角 度 考 虑 , 没 有 关 键 词 的 论 文 应 列 入 非 学术论文类 。这些关键词应按以下顺序选择 : 第 1 个关键词应列出该文主要工作内容或内容所属二级学科名称 。 第 2 个关键词应列出该文研究得到的成果名称或文内若干个成果的总类别名称 。 第 3 个关键词应列出得到成果或结论时采用的科学研究方法的具体名称 。 第 4 个关键词应列出前 3 个关键词中没有出 现 的 , 但 被 该 文 作 为 主 要 研 究 对 象 的 事 或 物 质的名称 ,或者作者认为重要的 词 。如 果 需 要 第 5 个 、第 6 个 等 以 后 的 关 键 词 应 是 作 者 认 为 有利于检索和文献利用的其他关键词 。 关键词名尽量从《汉语主题词表 》、《科 学 技 术 名 词 术 语 》等 词 表 中 选 用 规 范 词 ———叙 词 ;