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光学波段菲波纳契序列一维光子晶体纳米膜传输特性研究

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光子学报 2007年第8期36卷 1426-1430页

作者：汤炳书连云港师范高等专科学校物理系

为了研究光学波段菲波纳契序列一维光子晶体纳米膜的传输特性,应用传输矩阵方法数值模拟各种情况下的透射率即传输函数随频率的变化.数值结果表明在正入射时,菲波纳契序列一维光子晶体中的禁带宽度、中心位置、数目都与构成序列的项数... 详细信息

为了研究光学波段菲波纳契序列一维光子晶体纳米膜的传输特性,应用传输矩阵方法数值模拟各种情况下的透射率即传输函数随频率的变化.数值结果表明在正入射时,菲波纳契序列一维光子晶体中的禁带宽度、中心位置、数目都与构成序列的项数、组元物理厚度、组成序列组元初始次序、组元折射率差值都对传输特性有较大影响,在可见光区组元折射率差值越大越易形成较宽禁带,进一步研究广义菲波纳契序列一维光子晶体纳米膜的传输特性,发现比典型情况更易在可见光区形成禁带.

关键词：一维光子晶体菲波纳契序列传输矩阵方法传输特性

可见光区一维光子晶体纳米膜偏振带通滤波器的设计

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光电工程 2007年第5期34卷 33-37页

作者：汤炳书连云港师范高等专科学校物理系

应用一维时域有限差分方法研究各种条件下一维二元光子晶体的偏振带通滤波特性,具体数值分析了掺杂层位置、厚度、电磁参数、入射角度四种因素对偏振滤波特性的影响。数值结果表明传统意义上的光学多层膜是一维二元光子晶体在光学厚度... 详细信息

应用一维时域有限差分方法研究各种条件下一维二元光子晶体的偏振带通滤波特性,具体数值分析了掺杂层位置、厚度、电磁参数、入射角度四种因素对偏振滤波特性的影响。数值结果表明传统意义上的光学多层膜是一维二元光子晶体在光学厚度满足四分之一波长时的特例;可见光区的偏振滤波器的窄带滤波特性与掺杂层的位置有关,掺杂层在整个膜中间位置时偏振分离效果好,掺杂层的厚度与周期层厚度相差越大则分离效果越好,两组元折射率相差越大越易形成禁带,入射角越大禁带越窄,偏振的分离度越好。特别是P偏振局域模更多;在线度参数相同的情况下介质电磁参数对禁带有较大影响,禁带只有在两组元折射率相差越大才能形成,介质损耗同样是不可忽略的因素;光源的入射角对禁带有重大影响。本文的研究对光子器件的设计有一定的指导作用。

关键词：一维二元光子晶体时域有限差分法禁带偏振滤波特性

用转移矩阵法研究无序对二维光子晶体透射谱的影响

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红外与毫米波学报 2007年第1期26卷 73-76页

作者：汤炳书沈廷根连云港师范高等专科学校物理系江苏连云港222006 江苏大学应用物理研究所江苏镇江212003

将转移矩阵法(Transfer Matrix Method)用于数值模拟无序情况下的二维光子晶体传输特性.充分利用Fortran语言中的RAND函数分别研究了晶格结构无序、圆柱半径无序、柱体形状无序、介电常数无序对光子晶体传输特性的影响.计算了多种因素... 详细信息

将转移矩阵法(Transfer Matrix Method)用于数值模拟无序情况下的二维光子晶体传输特性.充分利用Fortran语言中的RAND函数分别研究了晶格结构无序、圆柱半径无序、柱体形状无序、介电常数无序对光子晶体传输特性的影响.计算了多种因素无序情况下的二维正方晶格光子晶体的传输函数随频率的变化关系.计算结果表明弱无序时柱体形状影响最大,最小是圆柱半径无序.这说明在一定的无序范围里,可以认为光子晶体的传输特性能够被很好地保持.在强无序时存在共同的现象就是在低频即长波段出现光子局域化现象,无序会影响二维光子晶体的带隙宽度、位置,在强无序时会出现多个共振模.

关键词：量子光学无序转移矩阵方法光子晶体透射谱

PBG-PCF基模特性全矢量平面波多极方法联合数值研究

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计算物理 2010年第2期27卷 287-292页

作者：汤炳书沈廷根王刚连云港师范高等专科学校物理系江苏连云港222006 江苏大学应用物理研究所江苏镇江212003 江苏大学通信工程系江苏镇江212003

用全矢量平面波方法与多极方法联合数值研究六重对称带隙型光子晶体光纤的基模特性.通过全矢量平面波方法可确定组成PBG-PCF的二维光子晶体的带隙,基模(束缚模)存在其频率要落在带隙内且须在k0a=βa的直线附近上部区域,在带隙外形成辐射... 详细信息

用全矢量平面波方法与多极方法联合数值研究六重对称带隙型光子晶体光纤的基模特性.通过全矢量平面波方法可确定组成PBG-PCF的二维光子晶体的带隙,基模(束缚模)存在其频率要落在带隙内且须在k0a=βa的直线附近上部区域,在带隙外形成辐射(泄漏模).把频率作为输入变量用多极方法计算,数据导出用MATLAB数学软件作出模场分布图,结果发现,不是所有基模可能存在的区域都有基模存在,为带隙型光子晶体光纤的基模寻找提供一种可行的方法.

关键词：带隙型光子晶体光纤(PBG-PCF) 全矢量平面波方法多极方法基模

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2维光子晶体中的掺杂效应数值研究

强激光与粒子束 2006年第4期18卷 562-564页

作者：汤炳书沈廷根连云港师范高等专科学校物理系江苏连云港222006 江苏大学物理系江苏镇江212003

把平面波展开方法(PWM)用于2维光子晶体掺杂情况下透射特性的研究,计算得到了粗细不同的空气柱掺杂、相同半径不同介质柱掺杂、不同柱体形状掺杂情况下2维光子晶体的透射系数与入射光频率的关系曲线。结果表明2维光子晶体的禁带的宽度... 详细信息

把平面波展开方法(PWM)用于2维光子晶体掺杂情况下透射特性的研究,计算得到了粗细不同的空气柱掺杂、相同半径不同介质柱掺杂、不同柱体形状掺杂情况下2维光子晶体的透射系数与入射光频率的关系曲线。结果表明2维光子晶体的禁带的宽度、位置、透过率与掺杂体半径、掺杂体介电常数、掺杂体柱体几何形状等因素有关,掺杂因素相差越大透射曲线变化越明显,特别是损耗介质的掺入更使得禁带可调要素增加。

关键词： 2维光子晶体平面波展开法透射系数掺杂

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二维光子晶体透射特性的FDTD数值研究

半导体光电 2006年第1期27卷 45-48页

作者：汤炳书沈廷根连云港师范高等专科学校物理系江苏连云港222006 江苏大学物理系江苏镇江212003

把时域有限差分方法(FDTD)用于二维光子晶体透射特性研究,计算后得到多种情况下二维光子晶体的透射系数与入射光频率的关系曲线,结果表明,禁带的宽度和位置与组成二维光子晶体的晶格结构和介电常数等因素有关,介质柱半径变大则禁带变宽... 详细信息

把时域有限差分方法(FDTD)用于二维光子晶体透射特性研究,计算后得到多种情况下二维光子晶体的透射系数与入射光频率的关系曲线,结果表明,禁带的宽度和位置与组成二维光子晶体的晶格结构和介电常数等因素有关,介质柱半径变大则禁带变宽且禁带的中心频率变大,介质柱的介电常数与本底材料的介电常数相差越显著越有利于形成禁带,降低结构的对称性,禁带宽度增大。

关键词：二维光子晶体时域有限差分法透射系数禁带

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二维光子晶体层状超晶格透射特性研究

光子学报 2008年第5期37卷 948-951页

作者：汤炳书沈廷根王刚连云港师范高等专科学校物理系江苏连云港222006 江苏大学应用物理研究所江苏镇江212003 江苏大学通信工程系江苏镇江212003

把平面波展开法(Plane Wave Expansion Method,PWM)用于数值研究圆柱柱体粗细及折射率层状间隔构成的二维光子晶体超晶格的传输特性.数值结果表明,层状超晶格的透射谱中禁带宽度在柱体折射率相同时与粗细柱体半径差异成线性关系,半径相... 详细信息

把平面波展开法(Plane Wave Expansion Method,PWM)用于数值研究圆柱柱体粗细及折射率层状间隔构成的二维光子晶体超晶格的传输特性.数值结果表明,层状超晶格的透射谱中禁带宽度在柱体折射率相同时与粗细柱体半径差异成线性关系,半径相差越大禁带宽度越小,禁带中心位置越向低频方向移动·在半径相同时禁带宽度与层间折射率差异同样成线性关系,折射率相差越大禁带宽度越小,禁带中心位置越向低频方向移动·因此人们可以根据实际应用中的禁带需要利用上述各种可调因素进行调节·

关键词：光子晶体超晶格平面波展开法透射谱

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二维圆柱层状复周期光子晶体的透射谱

红外与激光工程 2011年第11期40卷 2138-2142页

作者：汤炳书汤晓舟王刚连云港师范高等专科学校物理与电子工程系江苏连云港222006 南开大学信息科学学院天津300071 江苏大学通信工程系江苏镇江212003

提出由圆柱柱体粗细及介电常数差异间隔构成层状复合周期结构的二维光子晶体,用平面波展开方法数值研究其传输特性,数值结果表明,在不同二维圆柱半径层状复周期结构光子晶体透射谱中,禁带位置、宽度,传导模的出现与间隔层柱体的粗细差... 详细信息

提出由圆柱柱体粗细及介电常数差异间隔构成层状复合周期结构的二维光子晶体,用平面波展开方法数值研究其传输特性,数值结果表明,在不同二维圆柱半径层状复周期结构光子晶体透射谱中,禁带位置、宽度,传导模的出现与间隔层柱体的粗细差异有关,差异越大,光子禁带越小,中心频率位置向低频方向移动;在不同介电常数构成的层状复周期结构中,介电常数差异越大,光子禁带宽度越小,同样中心频率向低频方向移动;当间隔的层状柱体层数达到一定值时,没有传导模式出现,在相同差异条件下,禁带与传导模式相关,还与晶格结构的类型、电磁波入射面柱体的摆放顺序相关。相关结论为扩展二维光子晶体的应用提供新的理论依据。

关键词：二维圆柱光子晶体复周期结构平面波展开法透射谱

C_(6v)对称TIR-PCF结构参量对基模非线性系数的影响数值研究

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光子学报 2009年第6期38卷 1438-1441页

作者：汤炳书沈廷根王刚连云港师范高等专科学校物理系江苏连云港222006 江苏大学应用物理研究所江苏大学通信工程系江苏镇江212003

用多极方法数值研究构成六重对称(C6v)全内反射型光子晶体光纤(TIR-PCF)各种结构参量对波长在1.55μm基模非线性系数的影响.数值结果表明包层空气孔层数、空气孔直径、间距、相对孔径对基模非线性系数都有不同程度的影响,其中空气孔层... 详细信息

用多极方法数值研究构成六重对称(C6v)全内反射型光子晶体光纤(TIR-PCF)各种结构参量对波长在1.55μm基模非线性系数的影响.数值结果表明包层空气孔层数、空气孔直径、间距、相对孔径对基模非线性系数都有不同程度的影响,其中空气孔层数的影响较小,在其它参量不变时波长越大基模非线性系数越小.层数与间距一定在波长1.55μm时包层空气孔直径越大基模非线性系数越大,层数与包层空气孔直径一定时间距越大(相对孔径越小)基模非线性系数越大,在层数与相对孔径一定时基模有效面积随空气孔半径与间距的同比增大而减小.

关键词：光子晶体光纤多极方法基模非线性系数结构参量