基于磁化等离子体缺陷层的一维新颖可调谐的光子晶体滤波特性
一维光子晶体可调谐光滤波器设计
一维光子晶体可调谐光滤波器设计波分复用技术的应用在提高光通信容量的同时，也对光网络的监测模块提出更高的性能需求。
用作波长分离的光网络监测模块中的关键部件——滤波器，具备低吸收和高效率窄带滤波特性成为必然要求；光子晶体可调谐滤波器能够有效提高检测精度、减小监测模块体积和降低光损耗。
现有的光子晶体可调谐滤波器研究主要是利用磁光、电光、热光和光折变等效应调节光子禁带中缺陷模频率达到调谐滤波的目的，但存在调谐范围小、调谐可控性差等问题，且这类调谐方式一般都需要借助校准层或调整层用以给目标层施加外场实现可调，这无疑给实验上的制备带来了麻烦。
基于上述现有的光子晶体可调谐滤波器存在的局限性，本文提出在光子晶体中引入空气腔，通过改变腔结构和光波入射角度实现高效便捷滤波。
具体的研究内容及结果概括如下：(1)基于平面波展开法和传输矩阵法，本文设计和模拟了结构为(A/B)n/D/(A/B)n的光子晶体的能带特性。
通过改变缺陷腔结构得到了空气厚度可调的一维光子晶体滤波器，运用MATLAB程序分别计算了可见光和近红外波段内空气厚度对滤波特性的影响，其结果为：空气厚度d3从0.2a增大到1.6a，可实现可见光波段单透射峰调谐范围达220nm；当d3为1.7a时禁带出现了双峰，禁带范围也明显拓宽，可见空气厚度对导带数目和禁带宽度具有一定的调控性。
考虑色散的情况下，结构周期数n取不同值，空气层从372.3nm增加到394.3nm时均可实现近红外通信C波段的连续可调滤波，且厚度变化与峰值位置的移动彼此呈线性调谐，同时移动过程中半高宽保持恒定。
(2)利用不同的光入射角使得介质层等效厚度不同设计了入射角度可调的光子晶体滤波器结构，并模拟了角度对滤波特性的影响，其结果为：在可见光波段，随着入射角度的增大，TM模式下的禁带已经覆盖不了可见光，而TE模式下的禁带始终包含可见光，实现了212nm的宽调谐范围滤波。
在近红外通信波段，所设计的滤波器在入射角小于80°时两种模式的光子禁带始终能覆盖通信波段。
含一缺陷层一维磁流体光子晶体局域模磁场调控特性研究
本文选用水基 Ｆ ｅ Ｏ 磁流体作 为光子 晶体 的基元材料 ， 含一缺 陷层一维纳米磁流体光子 晶体结构 为
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—１ ０—２ ８
基金项 目： 江西省教育厅科技项 目（ Ｇ Ｉ 』 １ ３ ６ ６ ０ ） ； 江西省研究生创新 专项资金项 目（ Ｙ Ｃ ２ ０ １ ３一￥ ２ ６ ２ ） 作者简介 ： 郝丽丽 （ １ ９ ８ ６一） ， 女， 河北邯郸人 ， 赣南师范学院物理与电子信息学 院 ２ ０ １ ２级硕 士研究生 ， 研究方向 ： 光学． ｔ通讯作者 ： 谢应茂 （ １ ９ ６ ３一） ，男 ， 江西寻乌人 ，赣南 师范学 院物理与 电子信息学院教授 ， 硕士生导 师， 主要从事激光物理 与光电子学研
究， Ｅ—ｍａ ｉ ｌ ： ｘ ｉ ｅ ｙ ｉ ｎ ｇ ｍ ａ ｏ ＠１ ２ ６ ． ｔ ｏ ｍ．
第 ６期
郝 丽丽 ， 谢应 茂
含一 缺 陷层一 维磁 流体 光子 晶体局 域模 磁场 调控 特 陛研 究
２ ３
的透射谱 ， 结 果如 图 ４所示 ． 由图 ４可 得 ： 局域模 波 长最 大 调控 量 为 １ ０ ｎ ｍ， 当折射 率 ｎ ：１ ． ４ ２ ５时光 子 晶体
学、 东北 大学 研究 人员 分别研 究 了基 于磁 流体 渗入 的光 子 晶体 光纤 带 隙效 应 的磁 光 传感 器 和 基 于磁 流 体 的 测量 磁场 的空心光 子 晶 体 光 纤 传 感 器 ｌ ｌ 卜Ｈ ； 深 圳 大 学 研 究 人 员 研 究 了 光 子 晶体 缺 陷模 的 带 宽 与 品 质 因 子¨ ． 但关于 Ｔ ｉ Ｏ 和 纳米 磁流体 作 为基元 材 料 的含一 缺 陷层 一维 纳 米 磁 流体 光 子 晶体 局 域模 磁 场调 控 特 性 的研究 鲜有 报道 ． 本 文研究 含 一缺 陷层 一维 纳米 磁流体 光 子 晶体 局域 模磁 场调 控特 性 ， 对认 识该 结构 的光 子 晶体 以及 应用 开发 此类 光子 晶体 有重 要 的意义 ．
新型一维三元光子晶体滤波器设计
新型一维三元光子晶体滤波器设计佟悦;胥馨【摘要】This paper discussed a new type of one-dimensional three yuan photonic crystal filter,which breaking through the traditional filter only control the characteristics of the forbidden band.The most difference of the new type filter and the traditional filter,that was not to control the forbidden band,but to control the conduction band,that was the filter can control some useful light through the filter.%本文突破传统的滤波器只控制禁带的特点,研究了一种新型的一维三元光子晶体滤波器.这种滤波器与传统滤波器最大的区别在于它不是禁止某些无用的光通过滤波器,而是要控制某些有用的光透过滤波器.【期刊名称】《吉林师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(032)004【总页数】3页(P80-82)【关键词】光子晶体;禁带;滤波器【作者】佟悦;胥馨【作者单位】空军航空大学基础部,吉林长春130022;空军航空大学基础部,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】O436半导体的应用,如手机、计算机、录音机等,对人类的生产和生活影响十分深远.但在其发展中也出现了一些问题,比如集成电路能量损耗大,易发热,集成器件延迟速度不能达到现在信息高速时代的要求等.为了解决这些问题,人们找到了一种新型材料,就是“光子晶体”.光子晶体本身的特性完全能够弥补半导体的不足.对于一维光子晶体滤波器的研究已经很深入了,通常人们还是以阻止某些光通过晶体为目的来进行研究的.为了突破前人,以达到更加优化滤波器的目的,本文设计了一种新型一维三元光子晶体滤波器.一维三元光子晶体就是三种介质在一个方向上周期性的交替排列,而在垂直于该方向的平面上为均匀介质的结构.图1为一维三元光子晶体示意图.图2为一维二元、三元光子晶体的透射谱的比较.从图中可以看出,三元光子晶体的中心禁带宽度比二元光子晶体的要宽,并且在短波区出现了二元光子晶体所没有的禁带,这使三元光子晶体产生了更大的实用价值.传统滤波器的设计理念是使三层介质的光学厚度取值分别为:通过改变 u和v的取值、介质折射率、晶体周期等方法来达到使某些光不能通过晶体的目的.本文旨在突破传统的设计理念,目标不在控制禁带,而是如何才能有效的控制导带,也就是控制何种光通过晶体.以此为目的,所做的设计如下.以折射率为4.10（碲化铅）、3.23（砷化镓）和1.45（二氧化硅）的三种物质组成的一维三元光子晶体为例,单块晶体周期为20,中心波长为1000纳米.三层介质的光学厚度取值分别为这样的晶体的透射谱与传统滤波器投射谱存在很大差别,如图3所示.上图为传统滤波器透射谱,下图为新型滤波器透射谱,从图中可看出,禁带区和导带区几乎完全相反,并且禁带变宽,导带也变宽,位置移动.这样我们就可以通过控制导带的边缘来控制透光范围.从图中可以看出,中心波长处在导带区,并且导带的左右边缘以及禁带都是是关于中心波长对称的.通过这一点,就可以用根据已知的波长范围求出中心波长,进而求出透带宽度:d=通过计算,画出透带宽度与N的关系图图5.从图5可以知道,当给定了透过波的范围,就可以确定N的值,从而就可以找出最合适的三种物质组成光子晶体.以可见光为例,让橙、黄、绿、青四种颜色的光通过晶体.此四种光的波长范围为450～630纳米.通过计算可得中心波长为525纳米,标度化的透带宽度为0.3333,N=8.5438.组成晶体的三种物质的最佳组合为1.35（冰晶石）,1.4584（二氧化硅）,4.10（碲化铅）.得到的透射谱为图6.从图中可以看出,在450～630纳米波段为导带区,这与设想完全一致.本文突破传统的滤波器只控制禁带的特点,研究了一种新型的一维三元光子晶体滤波器.新型的滤波器是以改变物质的光学厚度为出发点,从而得到了与以往的研究完全不同的结果.这种滤波器与传统滤波器最大的区别在于,它不是禁止某些无用的光通过滤波器,而是要控制某些有用的光透过滤波器.这种以控制导带为特色的新型滤波器,应用前景十分广阔.【相关文献】[1]E.Yabonovitch.Inhibited Spontaneous Emission in Solid-State Physics and Electronics[J].Phy.Rev.Lett.,1987,58（20）:2059～2062.[2]S.John.Strong Localization of Photons in Certain Disordered Dielectric Superlattices[J].Phys.Rev.Lett.,1987,58（23）:2486～2489.[3]张道中.光子晶体[J].物理,1994,23（3）:141～147.[4]Sozuer H,Haus J,Inguva R.Photonic bands:convergence problems with the plane-wave method[J].Phys.Rev.B,1992,45:13962～13972.[5]A.Van.Blaaderen.Materials science-Opals in a new light[J].Science,1988,282（5390）:887～888.。
基于粒子群算法的一维光子晶体滤波器性能优化
通信技术、 光学精密测量、 光波分复用、 激光发射 腔等领域有着广 阔的应用前景。
前 阶段研究 发现 ， 选 用两种 不 同介质 材料 ， 分
算法优化周期介质层厚度 ， 实源自 １ ５ ５ ０ ａ ｍ的高性 能单通 道滤 波器 。
别为 Ｔ ｉ Ｏ 和 Ｓ ｉ Ｏ ： ， 在（ Ａ Ｂ ） （ Ｂ Ａ ） 。结 构 ， 介 质 层
Ｆ ｅｂ ． ２ ０ １ ５ ＶＯ Ｉ ． ２１ Ｎ０． １
ＤＯＩ ： １ ０ ． １ ３ ７ ５ ７ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｎ ３ ４—１ １ ５ ０ ／ ｎ ． ２ ０ １ ５ ． ０ １ ． ０ １ ２
基于粒子群算法的一维光子晶体滤波器性能优化
李 棚 ，项莉 萍 ， 张明存 ， 陶宏 志
ｇ ｂ ｅ ８ ｔ＝ （ ｐ ｇ １ ， Ｐ ， …， ｐ ） ， ｉ＝ １ ， ２， …， Ⅳ
在每次迭代找到最优值后 ， 粒子根据式 （ １ ） ， （ ２ ）
更 新 自己的速度 和位 置 ：
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４— ０ ７— ０ ４ 基金项 目：安徽省教育厅 自然科学基金项 目（ Ｋ Ｊ ２ ０ １ ３ Ｂ ２ ７ ８ ） 和安徽省高等学校 专业改革项 目（ ２ ０ １ ２ ｊ ｙ ｘ ｍ６ ６ ８ ） 。
光子晶体理论 的提出， 引起 了人们的极大关 注－ ｌ Ｊ 。它是将不同折射率的介质按照一定规律
排列 ， 形 成周 期结 构 ， 该 结构 对特定 的光 具有 带 隙
法（ Ｐ Ｓ Ｏ算 法 ）是 由 Ｋ ｅ ｎ ｎ ｅ ｄ ｙ博 士研 究 鸟类 觅食
最佳路径 ， 于１ ９ ９ ５年提出的一 种新 型进化算法 。 通过跟踪空间粒子 的个体值 和整体值 ， 寻找最优
基于向列相液晶缺陷的一维光子晶体可调滤波特性的研究
Ａ ｄｓｎＡ － ／ ｉ ｌ ｇ
２
ｎ
Ａ
Ａ
］㈤ ，
（） ４
式 是 晶 总 转 ， ＝ ＋８２ ， ＝ ￣ ｄｄ ｄ 液 层 度 Ａ 为 中 液 层 旋 角 Ａ √ （ ） Ｂ ２Ｍ ／ ， 为 晶 厚 ， ｎ 液 ／ ｒ ， ，
晶的双折射 率 ，它是 电场和温 度 的函数 ． 当仅 考虑 电场作 用时 】 ：
Ａ ＝／ ｎ￣ｚ ｎ， ｎ１ 【 （ ｄ— ｏ ｔ ）
收 稿 日期 ：２ １—３０ ０ ００ —２ 作 者 简 介 ：王 林 新 （９ ３ ） 男 ， 山东 菏 泽 人 ，硕 士 研 究 生 ，研 究 方 向 ：低 维 材 料 物 理 １８一 ，
２ ２
温州大学学报 ・ 自然科学版 （ １） ３ 卷第 ５ ２ ０第 １ ０ 期
期 单元 ，加 上间 隔层形成 液 晶盒 ，灌入 向列相 液 晶，作为光 子 晶体的缺 陷层 ，即形成 一维液 晶缺
可调滤 波 功能 ，但 没有 研 究液 晶层 厚度 对其 功 能 的影响 ．本 文在 一 维光 子 晶体 中引入 向列相 液 晶
作为缺 陷层 ，对 外加 电压 、缺 陷层 厚度 等与 透射 峰 的关 系进行 分 析 ，进 一步研 究 向列 相液 晶缺 陷
的一维 光 子 晶体 的可调 滤波 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性 ．
陷的光子 晶体 ． 设 高低 折射 率介质 以、ｂ的折 射率 分别为 Ｙ 、ｎ ，几何 厚度 分别为 、 ／ ａ ｂ
．
对 于一 维 Ⅳ 周
期性 结构 ，光在介 质 ａ、 ｂ中的传输矩 阵为 】 ¨：
ｃ。ｓ
Ｍ ，
寺ｎ ｉ
ＣＳ Ｏ Ｏｉ ６
（ ＝ａ ）， ，
一维等离子体光子晶体微波传输特性研究与调控
2018年第6期信息通信2018 (总第186 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. No 186)一维等离子体光子晶体微波传输特性研究与调控张俣，周楚文，陈燕平(盐城工学院信息工程学院，江苏盐城224〇51)摘要:利用基于有限元方法的COMSOL软件，仿真研究了由等离子体放电微管阵列组成的一维光子晶体的微波传输特 性，讨论了微管中等离子体密度和阵列周期结构参数对一维等离子体光子晶体微波传输特性的调控作用。
研究结果为 微波段多通道滤波器以及动态微波器件的设计和制作提供了理论参考。
关键词:光子晶体;等离子体;微波传输;放电微管阵列中图分类号:〇539 文献标识码:A文章编号=1673-1131(2018)06-0026-03Study and control on file microwave t ransmissioii properties of o ne-dimensioiial p lasma photonic crystalsZhang Yu,Zhou Chuwen,Chen Yanping(College of Information Engineering,Yancheng Institute of Technology,Yancheng224051, China) Abstract:The transmission properties of microwave passing through one dimensional plasma photonic crystals have been investigated by simulation using the COMSOL Multiphysics5.1 software.The plasma photonic crystals were formed by a series of plasma discharge tubes array.The t'ansmittance of microwaves through the photonic crystals were simulated under different electron densities and geometric parameters.The relation between these parameters and the properties of photonic crystal band was discussed in detail.The research results of this paper provided the theory foundation for designing and fabricating multiple-channeled filters and dynamic microwave devices in one-dimensional plasma photonic crystals.Keywords:Photonic crystals;Plasma;Microwave t'ansmission properties;Discharge tubes array〇引言光子晶体是一种介电常数呈周期性变化的人工材料，能 够对设计波长范围的电磁波呈现类似半导体电子能带的电磁 波能带结构，具有独特的电磁特性，自美国科学家E.Yabloii-(^此11»]和S.John[a1987年提出其概念以来迅速受到全世界科 研人员的极大关注。
《基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性分析》范文
《基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性分析》篇一一、引言在当代的光子学领域中，多通道可调谐滤波器在通信、传感和光谱分析等领域具有广泛的应用。
双缺陷态光子晶体作为一种新型的光学材料，其独特的物理特性和结构使其在多通道可调谐滤波器中具有巨大的应用潜力。
本文将针对基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性进行分析，旨在探讨其工作原理、性能特点以及潜在的应用前景。
二、双缺陷态光子晶体的基本原理双缺陷态光子晶体是一种具有周期性结构的光学材料，其独特的晶体结构导致光子在其内部传播时遵循一定的规律。
而双缺陷态光子晶体，顾名思义，是指在光子晶体中引入两个缺陷态，这两个缺陷态可以有效地控制光子的传播路径和传播模式。
三、多通道可调谐滤波器的原理多通道可调谐滤波器通过利用不同的物理效应和结构来实现多个通道的滤波和调谐。
在基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波器中，通过调整双缺陷态的参数和位置，可以实现对不同波长和强度的光的滤波和调谐。
此外，这种滤波器还具有高稳定性、低损耗和易于集成等优点。
四、多通道可调谐滤波特性分析（一）通道特性基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波器可以实现多个独立通道的滤波。
这些通道的滤波性能可以通过调整双缺陷态的参数来实现，包括缺陷态的深度、宽度以及相互之间的间距等。
通过优化这些参数，可以实现多个通道的独立控制和调谐。
（二）可调谐性该滤波器的可调谐性表现在其可以实现对不同波长和强度的光的调谐。
通过改变双缺陷态的参数，可以实现对不同波长的光的滤波和调谐，从而满足不同应用场景的需求。
此外，这种滤波器的调谐范围大，响应速度快，具有良好的动态性能。
（三）高稳定性与低损耗基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波器具有高稳定性和低损耗的特点。
由于光子晶体具有周期性的结构，使得其对光的传播具有很好的控制能力，从而保证了滤波器的稳定性。
同时，通过优化设计，可以降低光的传播损耗，提高滤波器的性能。
五、潜在应用前景基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波器在通信、传感和光谱分析等领域具有广泛的应用前景。
《2024年基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性分析》范文
《基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性分析》篇一一、引言光子晶体是一种具有周期性介电常数的材料，具有独特的物理和光学性质。
近年来，随着纳米技术的发展，双缺陷态光子晶体成为了研究热点。
这种光子晶体结构在特定的频率范围内可以表现出高透射率或高反射率，且具有较好的可调谐性。
本文基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性进行了深入研究，为进一步推动光子晶体在光学通信、光谱分析和光子集成电路等领域的应用提供了理论基础。
二、双缺陷态光子晶体的基本原理双缺陷态光子晶体是由两种或多种不同介电常数的材料组成的周期性结构，其中引入了缺陷态，使得在特定的频率范围内产生高透射率或高反射率的现象。
这种晶体具有两个缺陷态，分别对应于不同的能量级别，使得光子在晶体中传播时可以发生共振效应，从而实现滤波功能。
三、多通道可调谐滤波特性的实现通过调整双缺陷态光子晶体的结构参数和材料属性，可以实现多通道可调谐滤波特性。
具体而言，可以通过改变介电常数的分布、缺陷态的间距、晶格常数等参数，使得不同频率的光子在晶体中产生不同的共振效应，从而实现多个通道的滤波功能。
此外，通过引入外部调制机制（如电场、磁场等），还可以实现对滤波特性的动态调整。
四、实验与结果分析为了验证基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性，我们进行了实验研究。
首先，我们制备了不同结构参数和材料属性的双缺陷态光子晶体样品。
然后，通过测量样品在不同频率下的透射率和反射率，分析了其滤波特性。
实验结果表明，通过调整结构参数和材料属性，可以实现多个通道的滤波功能，且具有较好的可调谐性。
此外，我们还研究了外部调制机制对滤波特性的影响，发现通过引入外部电场或磁场可以实现对滤波特性的动态调整。
五、结论本文基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性进行了深入研究。
通过调整结构参数和材料属性，实现了多个通道的滤波功能，并具有较好的可调谐性。
实验结果表损坏严重。
通过引入外部调制机制，可以实现对滤波特性的动态调整。
一维等离子体及其光子晶体电磁特性的研究的开题报告
一维等离子体及其光子晶体电磁特性的研究的开题报告摘要：本文旨在研究一维等离子体及其光子晶体对电磁波的响应特性，探究其在光子学方面的应用。
首先通过研究等离子体的电磁波理论，分析其在一维结构中的表现形式；接着阐述构建光子晶体的方法和光子晶体的电磁特性；最后研究光子晶体的多孔结构对电磁波的频率响应和透射特性，以及在太赫兹波段的应用。
关键词：一维等离子体、光子晶体、电磁特性、太赫兹波段一、研究背景和意义在纳米技术发展的背景下，晶体的制备和光电性质的研究引起了越来越多的关注。
光子晶体作为一种具有周期性结构的新型材料，其光学性能和电子结构具有独特的特点，在光子学、光电子学、激光技术和生物医学领域等方面具有广泛的应用前景。
目前，国内外已经有大量的研究成果将光子晶体应用于传感器、过滤器、激光器、光纤通信等领域。
而等离子体作为一种电磁波与物质相互作用的重要手段，其在光子晶体中的作用也备受关注。
等离子体产生的结果是表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）现象，SPR产生的磁场电场交错的电磁波被称为表面等离子体波（Surface Plasmon Polariton，SPP），SPP在金属表面可以传播，还具有激发SPP的特性。
研究一维等离子体及其光子晶体对电磁波的响应特性，可以为光子学的研究提供新的思路和手段，同时也能为SPR技术的发展做出贡献。
二、研究内容和方法本文的研究内容主要分为以下部分：1.一维等离子体的电磁波理论：通过Maxwell方程和Drude模型，分析等离子体在一维结构中对光的响应特性，并研究其频率响应的形式。
2.光子晶体的构建与电磁特性：介绍光子晶体的制备方法，包括自组装法、晶体生长法和光刻法等，在此基础上阐述其光子学相关的电学和磁学特性。
3.光子晶体在太赫兹波段的应用：探究多孔光子晶体等离子体结构对太赫兹波段电磁波的频率响应和透射特性，并讨论其在太赫兹波段成像和传感器领域的应用。
基于一维光子晶体掺杂结构的单通道滤波特性分析
基于一维光子晶体掺杂结构的单通道滤波特性分析李棚;金宗安;刘明明【摘要】采用传输矩阵的计算方法,研究了一维光子晶体掺杂结构对光传输特性的影响,利用MATLAB绘制不同结构参数的一维光子晶体第一带隙透射率图谱.通过绘图发现:对称一维光子晶体的周期结构((BA)m(AB)m),在带隙内部出现光子局域,在中心波长处产生共振隧穿效应;增加对称周期层数,能够降低隧穿效应的透射率,降低光子局域带宽;提高掺杂层折射率,降低光子局域带宽,局域中心向短波方向移动;增大入射角,光子局域中心向短波方向移动;选择适当的结构参数能够实现在1 550 nm光波附近的窄带滤波器的设计.【期刊名称】《皖西学院学报》【年(卷),期】2013(029)005【总页数】6页(P53-58)【关键词】光子晶体;传输矩阵法;数值分析;透射谱;光子局域【作者】李棚;金宗安;刘明明【作者单位】六安职业技术学院,安徽六安237100;六安职业技术学院,安徽六安237100;六安职业技术学院,安徽六安237100【正文语种】中文【中图分类】O4361987年由E.Yablonovitch［1］和S.John［2］通过研究发现，光子晶体具有光子禁带和光子局域的特性。
一维光子晶体中，介质的有序排列产生周期性势场，使得内部传输的光子受到布拉格散射作用，形成导带和禁带的能带结构［3］。
理论分析发现，合理设计光子晶体的结构和介质常数，能够实现全向光子禁带［4－5］。
当破坏晶体的有序结构时，在禁带区域出现态密度很高的缺陷态［6－7］，凡是与缺陷态频率一致的光子便会局域在缺陷处，形成光子局域态，通过共振隧穿效应穿过光子晶体［8－9］，形成高品质窄带滤波器［10］。
本文采用传输矩阵的数值计算方法，研究不同结构下的一维光子晶体禁带特点，分析窄带滤波的产生条件以及掺杂层和入射角对滤波特性的影响，寻找在1 550nm光波附近的高品质窄带滤波器的基本结构。
本文设计的一维光子晶体是由高折射率A材料2.88和低折射率B材料1.655，2种物质交替组合而成。
可调谐一维三元磁化等离子体光子晶体禁带特性研究
2 0 1 2 年 6 月Nuclear Fusion and Plasma PhysicsJune 2012文章编号：0254-6086(2012)02-0133-07可调谐一维三元磁化等离子体光子晶体禁带特性研究章海锋 1, 2，郑建平 2，朱荣军 2(1. 南京航空航天大学电子信息工程学院，南京 210016；2. 中国人民解放军南京炮兵学院，南京 211132)摘 要：在理想条件下，为了研究等离子体参数、填充率、入射角度和介质层相对介电常数对一维三元磁化 等离子体光子晶体的禁带特性的影响，用由传输矩阵法计算得到的 TE 波任意角度入射时的左旋极化波(LCP)和右 旋极化波(RCP)的透射系数来研究其禁带特性。
结果表明，仅增加等离子体碰撞频率不能实现禁带宽度的拓展， 改变等离子体频率、填充率和介质层的相对介电常数能实现对禁带宽度和数目的调谐。
改变等离子体回旋频率能 实现对右旋极化波的禁带的调谐，但对左旋极化波的禁带几乎无影响。
入射角度的增大使得禁带低频区域带宽变 大，而高频区域带宽则是将先减小再增大。
关键词：光子晶体；磁化等离子体；传输矩阵法；禁带 中图分类号：O431.1文献标识码：A光子晶体的概念于 2004 年由 Hojo [9]等人提出。
等 离子体不仅仅是种色散介质，在外加磁场后等离子 体还表现为各向异性。
这使得磁化等离子体光子较 非磁化等离子体光子晶体有了些新的特性，并且在 调谐滤波上还多了一个自由度。
刘少斌[10~13]和章海 锋[14, 15]等人用时域有限差分方法对一维磁化等离 子体的缺陷模、禁带和周期特性进行了研究，并且 考虑了磁化等离子体层的非均匀分布、弛豫时间和 温度对其禁带特性的影响。
研究结果表明，调节外 磁场不仅可以实现对禁带周期性和缺陷模的调节 而且可以改变禁带的宽度。
亓丽梅[16]等人用传输矩 阵法对电磁波斜入射时的一维磁化等离子体光子 晶体的禁带特性进行了研究，研究结果表明在电磁 波斜入射时外加磁场同样可以很好地实现对禁带 宽度的调节。
《2024年基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性分析》范文
《基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性分析》篇一一、引言在光学与光子学领域中，滤波技术作为一种重要技术，其在光学信号处理和光谱分析等众多应用领域扮演着举足轻重的角色。
双缺陷态光子晶体作为光子学领域的独特结构，其独特的物理特性使其在滤波技术中具有巨大的应用潜力。
本文将针对基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性进行分析，旨在深入理解其工作原理及优化性能。
二、双缺陷态光子晶体概述双缺陷态光子晶体是一种由周期性排列的介质结构组成的特殊材料，其独特的物理特性来源于介质中存在的周期性折射率变化。
当光线在其中传播时，会产生一系列的光子能带。
在双缺陷态光子晶体中，人为引入的缺陷会导致局部能带的消失或分裂，从而形成具有特定频率响应的通道。
三、多通道可调谐滤波原理基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波器，其工作原理是利用双缺陷态的独特性质，通过调节光子晶体的结构参数或外部环境参数，实现多个通道的独立调谐。
每个通道都具有特定的频率响应和带宽，可以实现对不同频率的光信号进行独立控制。
此外，通过优化设计，可以实现多个通道的同时工作，从而满足多路复用和光谱分析等应用需求。
四、滤波特性分析（一）多通道可调谐性基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波器具有较高的可调谐性。
通过改变光子晶体的结构参数或外部环境参数，可以实现对多个通道的独立调谐。
这种特性使得滤波器能够适应不同的应用需求，如动态光谱分析、多路复用等。
（二）高滤波精度由于双缺陷态光子晶体的独特性质，基于其的多通道滤波器具有较高的滤波精度。
每个通道都具有特定的频率响应和带宽，可以实现对不同频率的光信号进行精确控制。
这种高精度滤波特性使得其在光谱分析、光学信号处理等领域具有广泛的应用前景。
（三）良好的稳定性基于双缺陷态光子晶体的多通道滤波器具有良好的稳定性。
由于光子晶体具有周期性排列的结构，其物理性质较为稳定，不易受到外部环境的影响。
此外，通过优化设计，可以进一步提高滤波器的稳定性，使其在各种应用环境中都能保持良好的性能。
《2024年基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性分析》范文
《基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性分析》篇一一、引言随着光子晶体技术的发展，其在光子学和光电子学领域的应用日益广泛。
其中，双缺陷态光子晶体因其独特的物理特性和光学性能，在多通道可调谐滤波器方面展现出巨大的应用潜力。
本文将基于双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性进行深入分析，以期为相关领域的研究与应用提供参考。
二、双缺陷态光子晶体概述双缺陷态光子晶体是指光子晶体中同时存在两种不同类型缺陷态的结构。
这些缺陷态的引入，可以改变光子晶体的能带结构，从而实现对光子的调控和传播的特殊效应。
由于双缺陷态的存在，光子晶体具备了更加丰富的物理特性和光学性能，包括可调谐滤波特性等。
三、多通道可调谐滤波特性分析1. 原理与特性双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性主要基于其独特的能带结构和缺陷态能级。
通过调整缺陷态的种类、数量和位置，可以实现对不同波长、不同强度和不同偏振态的光进行调控和滤波。
这种多通道可调谐滤波器具有高选择性、高效率、低损耗等优点，可广泛应用于通信、生物医学、光学传感器等领域。
2. 实验与仿真分析为了验证双缺陷态光子晶体的多通道可调谐滤波特性，我们进行了实验与仿真分析。
首先，通过制备不同类型和数量的双缺陷态光子晶体样品，测试了其在不同波长和不同条件下的滤波性能。
同时，我们还利用光学仿真软件对双缺陷态光子晶体的能带结构和传输特性进行了数值模拟，分析了双缺陷态的种类和数量对多通道可调谐滤波特性的影响。
四、结论根据实验与仿真结果，我们发现双缺陷态光子晶体具有显著的多通道可调谐滤波特性。
通过调整缺陷态的种类、数量和位置，可以实现对不同波长、不同强度和不同偏振态的光进行精确调控和滤波。
此外，我们还发现双缺陷态的存在对提高滤波器的性能具有重要作用，包括提高选择性、降低损耗等。
这些结果表明双缺陷态光子晶体在多通道可调谐滤波器方面具有巨大的应用潜力。
五、展望与建议未来，我们建议进一步研究双缺陷态光子晶体的制备工艺和性能优化方法，以提高其在实际应用中的性能和稳定性。
一维SiSiO_2光子晶体滤波特性的研究
一维Si/SiO_2光子晶体滤波特性的研究光子晶体作为一种新型的人工光学复合材料,介电常数呈周期性变化。
由于它的光子带隙和光子局域特性,可以用来操纵电磁波的传播。
一维光子晶体可以用作光开关、光波导耦合器、带阻滤波器、全角度反射器等。
本文采用Si和SiO2两种介质材料堆叠的方式,设计了一种具有滤波特性的(Si/SiO2)D(Si/SiO2)N结构,在可见光波段和近红外波段通过传输矩阵法对一维光子晶体的滤波特性进行了理论研究,并通过射频磁控溅射沉积的方法制备出一维光子晶体薄膜。
主要研究内容总结如下:(1)基于传输矩阵法研究了一维周期和含缺陷光子晶体的传输特性、能带特性以及其在TE和TM模式下透射、反射特性。
对磁控溅射仪中膜厚监测仪的误差进行校正,研究了实验中溅射功率对薄膜表面形貌的影响和氩气压强对薄膜厚度的影响,然后得到了优化后的工艺参数。
(2)对可见光波段和近红外波段一维(Si/SiO2)ND(Si/SiO2)N结构光子晶体滤波特性进行理论研究。
研究表明:随着周期数增加,光子晶体禁带边缘的截止度越来越完整,能带更加分明;随着入射角的增加,在TE模式下,短波长处禁带的蓝移量比长波处更大,而在TM模式下则相反;对于掺入低折射率SiO2缺陷的光子晶体,缺陷模的峰值更高;当缺陷材料的厚度增加时,缺陷模发生红移。
在缺陷介质的厚度不变时,随着入射光角度的增加,透射谱中的缺陷模发生蓝移,且在TE模式下禁带中透射峰的峰值降低,半高宽减小。
在TM模式下禁带中透射峰的峰值在0-60°增加,最高可达99%,半高宽增大。
(3)通过磁控溅射实验制备了三种周期N分别为5,7,9的(Si/SiO2)N结构和三种周期N为3,缺陷介质D分别为SiO2、MoO3和TiO2的(Si/SiO2)ND(Si/SiO2)N结构的光子晶体薄膜,测试结果表明:随着周期数N由5增加到9,禁带范围内的反射率逐渐增大,在N=9时最高,达到95%;由于TM模下光子晶体对入射角度更敏感,所以随着入射角的增加,禁带宽度变化量大于TE模;当周期数增加时,对于TE 模和TM模,禁带宽度随角度的变化都越来越小,说明增加周期可减弱光子晶体禁带宽度对角度变化的敏感性。
一维平板掺杂光子晶体的滤波特性
一维平板掺杂光子晶体的滤波特性
刘启能;龙涛;林睿;张翠玲
【期刊名称】《激光与红外》
【年(卷),期】2010(040)004
【摘要】利用电磁波在一维平板掺杂光子晶体中横向受限的条件,推导出电磁波在一维平板掺杂光子晶体中各个模式满足的关系式.研究了TE波和TM波各模式的缺陷模随模式量子数和杂质光学厚度的变化规律.利用缺陷模随模式量子数的变化规律可以实现多通道滤波,利用缺陷模随杂质光学厚度的变化规律可以实现调谐滤波.【总页数】4页(P427-430)
【作者】刘启能;龙涛;林睿;张翠玲
【作者单位】重庆工商大学计信学院,重庆,400067;重庆工商大学计信学院,重庆,400067;重庆工商大学计信学院,重庆,400067;重庆工商大学计信学院,重
庆,400067
【正文语种】中文
【中图分类】O436
【相关文献】
1.基于一维光子晶体掺杂结构的单通道滤波特性分析 [J], 李棚;金宗安;刘明明
2.缺陷层折射率对一维光子晶体滤波特性影响的研究 [J], 刘岳飞
3.一维Si/SiO2光子晶体在近红外波段滤波特性研究 [J], 有毅;赵晓丹;杨毅彪;张明达;白雅婷
4.一维三元光子晶体的偏振滤波特性研究 [J], 刘文莉;邓桥;何修军;唐婷婷
5.含负折射率材料的一维光子晶体掺杂后的滤波特性 [J], 董海霞;杨成全;石云龙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于磁流体的一维光子晶体磁场传感器的研究
基于磁流体的一维光子晶体磁场传感器的研究高金霞;武继江【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2017(047)012【摘要】The tunable refractive index of the magnetic fluid is a unique optical property,which has attracted a lot of research interest in the magnetic field sensing in recent years. Based on this property,the magnetic fluid is introduced into the one-dimensional photonic crystal as the defective layer to realize the magnetic field sensing. Because of the defect,the defect peak appears in the transmission spectra of the defective photonic crystal. According to sensitivity of the refractive index in the magnetic field,the defect peak of photonic crystal varies when the magnetic changes,so the magnetic can be measured by the wavelength shift value of the defect peak. Using the transfer matrix method,the de-fect peak is simulated with the change of the applied magnetic field under different structural parameters. This pro-vides a theoretical basis for the practical application of defective one-dimensional photonic crystal sensor in magnetic measurement.%基于磁流体的折射率对外加变化磁场的敏感特性,提出将磁流体作为缺陷层引入到一维光子晶体中实现磁场传感.由于缺陷的存在,使得光子晶体的透射谱中产生缺陷峰.该传感器可通过测量磁场变化时光子晶体缺陷模波长的移动对相应的磁场进行测量.利用传输矩阵法对不同结构参数下,缺陷模波长随在外加磁场的变化进行了模拟计算,为实际磁场传感器的设计提供了理论参考.【总页数】4页(P1531-1534)【作者】高金霞;武继江【作者单位】山东理工大学理学院,山东淄博255049;山东理工大学理学院,山东淄博255049【正文语种】中文【中图分类】O472+.5【相关文献】1.基于磁流体与混并式LPFG磁场传感器的研究 [J], 吴磊;葛海波;张杰;陈浩2.基于磁流体的LPFG磁场传感器的温度特性 [J], 李尧丞;王海潼;赵欣3.基于缺陷磁流体光子晶体的磁场传感器 [J], 武继江;刘珍;刘吉增4.基于磁流体的SPR磁场传感器研究 [J], 高金霞; 林洋; 孔欣; 赵文博; 武继江5.基于光学Tamm态的磁流体磁场传感器研究 [J], 高金霞;傅尧;赵浩旭;武继江因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
缺陷态复周期光子晶体的特性研究
缺陷态复周期光子晶体的特性研究
崔应留;蔡祥宝
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2004(33)6
【摘要】利用传输矩阵法计算复周期结构的光子晶体的色散关系和滤波特性 ,并重点研究了含有缺陷的类似于谐振腔结构的光子晶体滤波特性 .由于这种缺陷态复周期结构的可调参数多 ,人们很容易得到在红外波段 15 5 0nm附近窄带滤波窗口 ,
透过率可达到近 90 % ,而窗口以外的透过率在 0 .0 2 %以下 .当改变中间夹层厚度、周期数及缺陷层数时 ,窄带滤波窗口的位置和带宽发生改变 .因此 ,它在高速 ,长距
离光通信中将有很好的应用 .
【总页数】4页(P704-707)
【关键词】光子带隙;光子晶体;窄带滤波器;缺陷
【作者】崔应留;蔡祥宝
【作者单位】南京邮电学院应用数理系
【正文语种】中文
【中图分类】O437.1
【相关文献】
1.一维环形镜像缺陷态光子晶体结构传感特性研究 [J], 陈颖;罗佩;曹会莹;赵志勇;
刘晓飞;田亚宁
2.TiO2/ SiO2多层膜系一维光子晶体缺陷态特性研究 [J], 承军;王玮钰;熊耀兵;谭
文疆
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5.复周期结构光子晶体的光子能带特性研究 [J], 符李渊;欧阳征标;李景镇
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下滤波 器的滤波特性 ， 并推导 了 Ｔ Ｍ波下磁化等离子体传 输矩 阵。通 过改进 的传输 矩阵方法 分析得 到 ： 不 在 改 变光 子晶体结构的情况下 ， 过改变等 离子体频 率和外 磁场 可以实现 滤波通 道在光子 禁带 内较 大带宽 范 通 围的移 动 ， 同时禁带 中滤波通道 出现的数 目也能被等离子频率与外磁场 的大小控制 。 关 键 词： 光子 晶体 ； 磁化等离子体 ；传输矩阵法
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一
基 于 磁 化等 离 子 体 缺 陷 层 的 维 新 颖 可 调 谐 的 光 子 晶体 滤 波 特 性
王 学 渊 ，朱 正 为
（ 西南科技大学 信 息工程 学院 ，四川 绵阳 ６１１） ２０ ０
摘要 ： 将磁化等离子体填充到一维光子晶体的缺陷层， 构成了一种新颖可调谐的滤波器。讨论了Ｔ Ｍ波情况
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第３ ３卷
第 ７期
发 光 学 报
ＣＨＩ ＮＥＳ Ｊ Ｅ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＵＭ Ｉ ＮＥＳ ＣＥＮＣＥ
Ｖｏ． Ｎｏ ７ １３３ ．
２１ ０ ２年 ７月
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