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光子晶体及其应用

过去的50年中,人们通过对半导体的深入研究及其广泛应用,极大地推动了电子工业和信息产业的发展。在电子信息  (本文共3页) 阅读全文>>

中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)
中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)

光子晶体及其应用的数值模拟研究

光子晶体是一种存在带隙的周期结构的人造材料。其特点是光子晶体能够完全反射频率处于带隙内的电磁波或完全抑制频率处于带隙内的自发辐射。由于光子晶体能带理论是一种精确的理论,因此,在光子晶体的研究中,理论工作就有着特别重要的意义。本文首先详细讨论了用于光子晶体能带计算的Order-N算法和直角坐标系下用于发光二极管光输出效率计算的电磁场的时域有限差分算法。其次,我们利用一般坐标系下的Order-N算法计算了Sierpinski地毯结构光子晶体的能带。计算结果表明,这种准分形结构光子晶体的能带具有一定的自相似性。其带隙具有多频带隙的特性且带隙的中心频率会随着分形结构单元几何形状的改变而改变。当这种准分形结构光子晶体中含有理想导体时,其能带不但具有大的绝对带隙,多频带隙的特性,而且,随着分形级数的增大,能带会迅速趋向于能级结构.再次,利用上述能带的特性,我们讨论了这种准分形结构光子晶体在波分复用滤波器上的应用。计算结果表明,通过改变分形结...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

多模干涉型光子晶体波导耦合系统的特性及其应用研究

基于传统光波导的器件由于尺寸较大和集成度不高一直困扰着光子集成。光子晶体这种能够操纵光子运动的周期性介电材料为实现光子集成回路(PICs)开辟了新的道路。光子晶体的周期为波长的数量级,光子晶体锐角波导可以实现低损耗甚至零损耗的光传输。同时多模干涉型光子学器件是PICs中的一个重要领域,本论文结合光子晶体波导和多模干涉耦合器的特性,研究了多模干涉型光子晶体波导耦合系统的特性及其应用。首先把多个光子晶体单模波导邻近、平行放置形成的波导系统视为多模波导耦合系统,采用导模传输法,分析和讨论了光场在非对称入射时该系统中的自映像原理,得到了出现输入场的正像或镜像的数值条件。多个本征导模能够近于简并,以近简并点附近的频率入射的光波的能量被高度局域在原输入波导的方向,实现了多波导之间的解耦合,解耦合频率维持在两耦合波导的解耦合点附近。设计并模拟分析了一种超短、低串扰的粗波分复用/解复用器件。分析了上述多模耦合系统中的对称性自映像原理。在三波导耦...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

江南大学
江南大学

基于Fe_3O_4@C磁性复合纳米粒子快速自组装制备三维光子晶体及其应用研究

基于磁性复合纳米粒子(MCNPs)自组装制备光子晶体是一种经典的光子晶体制备技术。MCNPs具有粒径小、磁性质特殊、表面易修饰等特点而适合作为光子晶体的构筑单元。光子晶体作为一种具有光子禁带的周期性电介质材料,具有独特的光学衍射行为和结构色特征,被广泛应用于诸多领域。因此,如何利用MCNPs快速自组装制备光子晶体并将其推向实际应用一直是人们研究的焦点。本文旨在合成MCNPs的基础上,探索一种有效的快速自组装手段构筑光子晶体结构,制备功能性光子晶体材料,并将其推向光学薄膜与传感器等实际应用领域。主要内容归纳如下:(1)利用溶剂热合成法制备了单分散的核壳结构碳包覆四氧化三铁磁性复合纳米粒子(Fe_3O_4@C MCNPs),探究了反应温度和过氧化氢(H_2O_2)浓度对粒子尺寸、形貌的影响。实验发现,H_2O_2浓度主要影响粒子的壳层厚度和表面电荷量,随着H_2O_2浓度的增加,粒子壳层厚度减小,表面电荷量下降;反应温度主要与粒子粒...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

《光电子·激光》2005年08期
光电子·激光

《全国光子晶体及其应用学术交流与发展战略研讨会》纪要

由国家自然科学基金委员会信息科学部等6个单位主办,《光电子.激光》杂志编辑部承办的首届全国光子晶体及其应用学术交流与发展战略研讨会,于2004年9月18-22日在天津理工大...  (本文共6页) 阅读全文>>

东南大学
东南大学

响应性一维光子晶体有序结构薄膜的构筑及应用研究

光子晶体是由具有不同折射率的介质材料周期性排列而成的晶体材料,因其特殊的周期结构从而可以对特定频率的光进行调控,其应用领域涵盖了光学器件、电子器件、催化、传感、显示、检测等众多领域。作为结构最为简单的光子晶体材料,一维光子晶体由于其制备方法简便,光子禁带调制简易,近些年来受到了人们的广泛关注。多功能响应性的一维光子晶体在各种物理化学及生物传感器方面展现了广阔的应用前景。在一维光子晶体的制备中,纯无机材料体系的制备以及有了长足的发展,但是有机无机杂化体系以及纯有机聚合物体系的一维光子晶体以及非传统结构一维光子晶体的制备仍然是研究工作的难点。同时,以一维光子晶体为基础的刺激响应性检测以及多重响应性检测工作仍鲜有报道,基于一维光子晶体的新型能源器件更是研究的空白。本论文的工作正是基于这一研究背景展开的。本论文利用一维光子晶体的优势,选择导电聚合物制备各类刺激响应性一维光子晶体,充分探究了一维光子晶体在多种结构制备,多重响应性能力以及新...  (本文共187页) 本文目录 | 阅读全文>>