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掺杂缺陷层的异质双周期光子晶体的磁光效应

红外与激光工程 2014年第2期43卷 483-487页

作者：牛永宾许丽萍温廷敦陈磊李红梅中北大学理学院物理系山西太原030051 中北大学微米纳米技术研究中心山西太原030051 中北大学信息与通信工程学院山西太原030051

通过在掺杂缺陷层的异质双周期光子晶体的表面添加一层具有Voigt效应的磁光半导体层,使该光子晶体结构的缺陷模透过率对外磁场产生响应。首先研究磁光半导体层的介电常数(折射率)随外磁场的变化规律,进而利用传输矩阵法研究该结构缺陷... 详细信息

通过在掺杂缺陷层的异质双周期光子晶体的表面添加一层具有Voigt效应的磁光半导体层,使该光子晶体结构的缺陷模透过率对外磁场产生响应。首先研究磁光半导体层的介电常数(折射率)随外磁场的变化规律,进而利用传输矩阵法研究该结构缺陷模的透射率随外磁场的变化规律。研究结果表明:在选取合适的材料参数和结构参数条件下,可实现缺陷模透射率与磁场的相关性,获得受磁场调控的缺陷模透射率,从而该结构可以应用于窄带滤波器的磁控开关。

关键词：光子晶体缺陷层传输矩阵法磁光效应

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吸收条件下光子晶体介观压光效应的研究

人工晶体学报 2013年第9期42卷 1908-1912页

作者：牛永宾李俊漾许丽萍温廷敦李红梅中北大学物理系太原030051 中北大学电子测试国家重点实验室太原030051 中北大学微米纳米技术研究中心太原030051

在考虑材料吸收的情况下利用传输矩阵的方法研究光子晶体介观压光效应。研究表明:当在光子晶体的轴向方向施加应力产生应变时,光子晶体缺陷模将向左(波长小的方向)移动;缺陷模透射峰的峰值和半高宽不随应变的变化而变化;当消光系数和有... 详细信息

在考虑材料吸收的情况下利用传输矩阵的方法研究光子晶体介观压光效应。研究表明:当在光子晶体的轴向方向施加应力产生应变时,光子晶体缺陷模将向左(波长小的方向)移动;缺陷模透射峰的峰值和半高宽不随应变的变化而变化;当消光系数和有效弹光系数增大时,介观压光系数的绝对值将会减小,即缺陷模透射率对应力的变化越来越不敏感。这为高灵敏应力传感器的设计提供了理论参考。

关键词：光子晶体缺陷模吸收介观压光效应

单轴应力对一维镜像光子晶体光子局域态透射峰的影响

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物理学报 2013年第18期62卷 241-246页

作者：李乾利温廷敦许丽萍王志斌中北大学理学院物理系太原030051 中北大学微米纳米技术研究中心太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原0300511 中北大学电子测试国家重点实验室太原030051 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心太原030051

利用传输矩阵法研究了镜像异质三周期一维光子晶体中的光子局域态随单轴应力发生变化的特性.对于镜像异质三周期光子晶体,由于其镜像结构,破坏了光子晶体的有序性,产生了一个缺陷态,使其在较宽的光子禁带中心有一个光子局域态透射峰.研... 详细信息

利用传输矩阵法研究了镜像异质三周期一维光子晶体中的光子局域态随单轴应力发生变化的特性.对于镜像异质三周期光子晶体,由于其镜像结构,破坏了光子晶体的有序性,产生了一个缺陷态,使其在较宽的光子禁带中心有一个光子局域态透射峰.研究表明:当对镜像异质三周期光子晶体施加单轴应力时,其中的光子局域态透射峰会随着应力的改变而发生剧烈的变化.当外部微弱的机械应力施加到光子晶体上时,对光子晶体形成一个拉伸应变,拉伸应变引起光子晶体结构的变化,进而大幅度影响光子局域态透射峰的透射率.结果表明:透射峰的透射率明显受单轴应力的影响.这些特性可为用此结构的光子晶体设计超高灵敏度压力传感器提供理论参考.

关键词：光子晶体单轴应力光子局域态传输矩阵

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单轴应力对量子阱红外探测器吸收波长的影响

光学学报 2011年第11期31卷 49-52页

作者：张家鑫许丽萍温廷敦王忠斌中北大学理学院物理系山西太原030051

以单轴应力作用下超晶格量子阱应变能带理论为基础,采用电子反射与干涉方法,研究了单轴应力对超晶格能带的影响,推导了单轴应力与超晶格导带子能级的定量关系。以GaAs-AlGaAs-GaAs为例,具体计算了导带中子能级对应力的依赖关系,进而给... 详细信息

以单轴应力作用下超晶格量子阱应变能带理论为基础,采用电子反射与干涉方法,研究了单轴应力对超晶格能带的影响,推导了单轴应力与超晶格导带子能级的定量关系。以GaAs-AlGaAs-GaAs为例,具体计算了导带中子能级对应力的依赖关系,进而给出了单轴应力对n型AlGaAs-GaAs量子阱红外探测器(QWIP)吸收波长的影响。计算结果表明,随着单轴压应力的增大,量子阱红外探测器的吸收波长表现出较明显的变化。当单轴压力增大到1.3GPa,量子阱红外探测器的吸收峰值移动了将近1.1μm,并且基本与应力呈线性关系。量子阱红外探测器吸收波长连续可调范围5.57～4.46μm。

关键词：探测器量子阱红外探测器电子反射与干涉模型单轴应力吸收波长应变

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一种新结构介观压光型微加速度计

红外与激光工程 2014年第10期43卷 3363-3367页

作者：彭鹏温廷敦许丽萍中北大学理学院山西太原030051 中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学微米纳米技术研究中心山西太原030051

对镜像异质三周期光子晶体的研究理论表明,在实际应用范围内,透射率与光子晶体所受的轴向应力呈简单的线性关系。据此,设计一种能实现微梁直拉直压的加速度计,微梁很小很敏感,处于轴向直拉直压位置时,能极大提高结构的灵敏度和自由振动... 详细信息

对镜像异质三周期光子晶体的研究理论表明,在实际应用范围内,透射率与光子晶体所受的轴向应力呈简单的线性关系。据此,设计一种能实现微梁直拉直压的加速度计,微梁很小很敏感,处于轴向直拉直压位置时,能极大提高结构的灵敏度和自由振动频率。以镜像异质三光子晶体替代以往的压敏电阻,只需检测其透射率,即可得出加速度大小。最后结果表明:当透射光强改变1酃时,该结构可以感知小于0.4mgn的加速度的变化,测量量程可达3.2gn。

关键词：光子晶体透射率加速度计直拉直压灵敏度

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异质双周期结构光子晶体光学特性

发光学报 2012年第3期33卷 304-308页

作者：李娇温廷敦许丽萍中北大学理学院物理系山西太原030051

利用传输矩阵法研究了异质双周期结构一维光子晶体的带隙结构和光学传输特性。此光子晶体能形成512～960 nm的含5个极窄透射峰的光子带隙。重点研究了一种材料为复折射率时的光学传输特性,以及当结构发生轴向应变时的"介观压光效应"。... 详细信息

利用传输矩阵法研究了异质双周期结构一维光子晶体的带隙结构和光学传输特性。此光子晶体能形成512～960 nm的含5个极窄透射峰的光子带隙。重点研究了一种材料为复折射率时的光学传输特性,以及当结构发生轴向应变时的"介观压光效应"。结果表明:当复折射率虚部为负时,透射峰随虚部绝对值的增大先增大后减小,甚至出现衰减;虚部为正时,发生吸收现象。当光子晶体发生轴向应变时,透射峰随应变量的增加呈现近似L形变化,应变量很小时透射率几乎线性减小,波长越大透射峰变化越缓慢。

关键词：异质双周期光子晶体复折射率介观压光效应传输矩阵滤波器

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异质镜像光子晶体的光子带隙研究

发光学报 2013年第8期34卷 1079-1083页

作者：王瑾温廷敦许丽萍樊彩霞中北大学理学院物理系山西太原030051 中北大学电子与计算机科学技术学院山西太原030051

对异质镜像结构光子晶体(ABCCBA)N进行了研究。首先,利用一维介电体系中处理光传播的方法——传输矩阵法,详细推导了异质镜像光子晶体透射率的计算公式;然后,采用Matlab软件编程仿真并分析了光子带隙形成与镜像周期数目、光子带隙数目... 详细信息

对异质镜像结构光子晶体(ABCCBA)N进行了研究。首先,利用一维介电体系中处理光传播的方法——传输矩阵法,详细推导了异质镜像光子晶体透射率的计算公式;然后,采用Matlab软件编程仿真并分析了光子带隙形成与镜像周期数目、光子带隙数目与光子晶体薄层厚度、光子带隙位置与入射角大小等的关系。结果表明:光子带隙的形成及变化主要受光子晶体薄层厚度及入射角大小变化的影响。通过改变影响光子晶体光子带隙的参数,可得到不同频段的光子带隙,用来制作高质量反射镜、滤波器和发光二极管等。

关键词：异质镜像光子晶体传输矩阵法光子带隙

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异质三周期光子晶体的光子带隙特性

发光学报 2012年第12期33卷 1347-1350页

作者：李乾利温廷敦许丽萍中北大学理学院物理系山西太原030051

利用传输矩阵法研究了由TiO2和SiO2两种材料构成的异质三周期一维光子晶体的传光特性,发现该结构能在波长为200～2 000 nm的范围内形成7处比较明显的光子带隙,并且波长越大,带隙的宽度越大。重点研究了这种结构的光子晶体的透射谱线与... 详细信息

利用传输矩阵法研究了由TiO2和SiO2两种材料构成的异质三周期一维光子晶体的传光特性,发现该结构能在波长为200～2 000 nm的范围内形成7处比较明显的光子带隙,并且波长越大,带隙的宽度越大。重点研究了这种结构的光子晶体的透射谱线与入射角度、介质层数及介质层厚度的关系,发现该结构形成的光子带隙的大小和位置对介质层的循环周期数不敏感,但对入射角度和介质层的厚度很敏感。

关键词：异质三周期光子晶体传输矩阵光子带隙滤波器

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含复合缺陷层的光子晶体的光学特性

发光学报 2013年第12期34卷 1672-1676页

作者：陈磊温廷敦许丽萍王志斌中北大学理学院物理系山西太原030051 中北大学微米纳米技术研究中心山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学电子测试国家重点实验室山西太原030051 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心山西太原030051

运用传输矩阵法研究了在一维光子晶体中插入缺陷层的透光特性。在无缺陷层的一维光子晶体中能产生467～510 nm、1 279～1 715 nm两处明显的光子带隙。重点研究了插入缺陷层后,在1 279～1 715 nm的光子带隙中缺陷层厚度和入射角度大小分... 详细信息

运用传输矩阵法研究了在一维光子晶体中插入缺陷层的透光特性。在无缺陷层的一维光子晶体中能产生467～510 nm、1 279～1 715 nm两处明显的光子带隙。重点研究了插入缺陷层后,在1 279～1 715 nm的光子带隙中缺陷层厚度和入射角度大小分别与透射光谱变化的关系。研究发现:缺陷模的位置对入射角变化很敏感;出现缺陷模的数量和插入缺陷层的数量相同;一维光子晶体厚度的增大不会改变缺陷模的数量和位置,只改变透射峰的宽度和透射率。

关键词：光子晶体光子带隙一维光子晶体缺陷模滤波器