三维有序光子晶体制备及其光学表征

利用重力自组装方式获得了聚苯乙烯(Polystyrene,PS)微球三维有序结构的光子晶体模板.借助毛细管力作用,将BPS(B2O3-P2O5-SiO2)溶胶填充到PS蛋白石模板,制备出层数可控的PS蛋白石及网状BPS反蛋白石模板.吸收及透射光谱表明,光子带隙位置因PS固化时收缩而表现出较大幅度的蓝移.XRD衍射图表明BPS在烧结过程中,随温度升高,BPO4晶相增加,将影响BPS骨架结构的介电常数.     

Photonic crystal vertical-cavity surface-emitting laser based on GaAs material

A photonic crystal vertical-cavity-surface-emitting laser (PC-VCSEL) with a wavelength of about 850 nm was realized. The direct-current electrically-driven PC-VCSELs with a minimum threshold current of 2 mA and a maximum threshold current of 13.5 mA were obtained. We fabricated a series of PC-VCSEL chips whose lattice constants are in the range from 0.5 to 3 μm with different filling factors, and found that the laser characterization depends on the lattice constant, the filling factor, the size of cavity, etc.     

一维光子晶体禁带的特点及增宽

用光学导纳特征矩阵方法研究了光波在一维光子晶体中的传播，分析了光子禁带的特点及其一维光子晶体结构的关系，指出了增宽光子禁带的几种可行的方法。     

垂直沉积法制备二氧化硅胶体晶体及其表征

利用垂直沉积法将单分散的二氧化硅胶体微球自组装生长为胶体晶体 ,并用扫描电子显微镜和紫外可见光分光光度计对其显微形貌和光学特性进行了表征 .结果表明二氧化硅微球有序堆积 ,自组装成胶体晶体 ,其结构为FCC密排结构 ,表面为FCC密排结构的 ( 1 1 1 )面 ;反射光谱还表明 ,所制备的胶体晶体的光子带隙位于可见光波段 .与重力沉淀等其他自组装方法相比 ,垂直沉积法制备胶体晶体具有能够用胶体微球粒径和胶体溶液浓度精确控制样品厚度等优点     

VCSEL光子神经Spiking动力学的抑制特性研究

理论研究了外部扰动信号的强度和持续时间对1 300 nm-VCSEL光子神经spiking动力学抑制特性的影响.研究结果表明:VCSEL在适当的外部连续光注入下可工作在重复频率为亚纳秒级的连续spiking区;在引入外部扰动信号后,对于较小的扰动信号强度,VCSEL的spiking动力学抑制特性不受影响.随着扰动信号强度的增加,VCSEL在扰动信号作用区可激发出重复频率更低的spikes信号.当扰动信号强度达到一定水平后,VCSEL在扰动信号作用区激发的spikes信号可被有效抑制.此外,被抑制的spikes信号区与外部扰动信号的持续时间基本一致.对于一定的扰动信号强度和持续时间,VCSEL激发的spikes信号在扰动信号作用范围可被完全抑制.     

SiO2/ZnO 三维光子晶体的制备及光学性质

采用垂直沉积法制备了三维SiO2光子晶体模板。以醋酸锌为前躯体,成功制备了SiO2/ZnO三维复合光子晶体。扫描电子显微镜测试结果表明SiO2和SiO2/ZnO光子晶体均为面心立方结构排列。光学测试表明SiO2和SiO2/ZnO周期性阵列均在[111]方向出现了光子带隙。当具有较高折射率的ZnO材料包覆后,SiO2/ZnO 光子晶体[111]方向光子带隙的中心波长发生红移,光子晶体基元材料的有效折射率有所增加。同时,光子晶体的光学性质与样品内部的缺陷态密度密切相关。     

基于二维光子晶体的THz频分复用器件

THz通信及检测等应用领域迫切需要THz窄带滤波及频分复用等损耗小可集成的器件,设计了一种基于光子晶体点缺陷和线缺陷的THz频分复用器。该系统是在空气和高阻硅构成的二维正方形结构光子晶体中设置两个线缺陷实现上下载波导功能,同时设置两个间隔的空气点缺陷实现频率选择功能。利用平面波展开法和时域有限差分方法,分析了这种结构的光子晶体缺陷模特征及线缺陷和点缺陷之间的耦合特征,下载波导输出端的频谱表明在0.927THz和1.184THz处有两个窄带输出峰,当改变两个空气点缺陷之间的硅柱半径时,两个窄带峰的中心频率可调。     

人工结构红外选择辐射体研究进展

人工结构红外选择辐射体,是指通过技术手段调控光谱发射率分布特征和幅值大小以改变自身辐射特性的结构/功能材料。由于其辐射特性可设计的特点,可用于能源、环境和军事等领域,具有丰富的应用前景和重要的应用价值。首先,围绕近年来人工结构红外选择辐射体的研究现状,对其设计方法进行总结分类。其次,介绍了基于亚波长单元结构的超材料、光子晶体和多层膜的红外选择辐射体设计原理及研究,并分别指出了3种方法的适用范围及局限性。最后,结合评价体系、工程应用和发展趋势梳理出红外选择辐射体研究领域所面临的技术难点,为下一步发展提供建议并进行展望。     

光子晶体反射特性的仿真及应用

光子晶体在光学器件集成和小型化中起着重要的作用，但对光子晶体光学特性的研究还主要在理论阶段。光学仿真是光子晶体理论阶段研究最常用的方法。文章对一维光子晶体进行了建模，对部分特性进行了仿真。并尝试将其应用于光通信系统，对光通信系统作出改进以适用于现代光通信中对系统小型化和集成化的要求。     

双折射光子晶体光纤中不同偏振角导致的脉冲俘获

基于耦合非线性薛定谔方程,研究了双折射光子晶体光纤中单个光脉冲的非线性传输.当输入脉冲位于反常色散区且偏振角偏离光纤快轴0°和90°时可观察到脉冲俘获现象,脉冲俘获效率在偏振角为45°时最小,当脉冲的入射角度互余时,小角度的脉冲俘获效率更高.此外,增加输入脉冲功率俘获脉冲能够获得更大的频谱偏移.