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光子晶体液体浓度传感器
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作者 阿卜杜外力江·伊米提 阿不都热苏力·阿不都热西提 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期58-62,共5页
为了有效地检测混合液体的浓度,运用平面波展开法与光子晶体禁带理论,研究了光子晶体禁带宽度和混合液体浓度的对应关系。以砷化镓(GaAs)为背景材料的三角格子空气孔二维光子晶体内分别填充不同浓度的水醋酸、水甲醇混合液体,讨论了混... 为了有效地检测混合液体的浓度,运用平面波展开法与光子晶体禁带理论,研究了光子晶体禁带宽度和混合液体浓度的对应关系。以砷化镓(GaAs)为背景材料的三角格子空气孔二维光子晶体内分别填充不同浓度的水醋酸、水甲醇混合液体,讨论了混合液体浓度与介电常数对二维光子晶体禁带宽度的影响。模拟结果表明,在温度保持不变的情况下,浓度在0~0.60mol/kg之间变化时二维光子晶体TE模没出现光子晶体禁带而TM模出现的光子晶体禁带宽度随着混合液体浓度和介电常数的增大而逐渐变窄且向高频区域移动。这一结果为生物化学中混合液体浓度的检测方面提供很好的参考依据。 展开更多
关键词 光子晶体 平面波展开法 混合液体 光子晶体禁带
多波段兼容隐身用光子晶体研究进展 预览
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作者 孟子晖 李仁玢 +2 位作者 邱丽莉 王树山 乔宇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期198-207,共10页
光子晶体是由介电常数不同的几种材料组成的一种功能材料。频率处于光子晶体禁带范围内的电磁波在光子晶体中不能传播,表现出高反射的特性;而频率处于光子晶体通带范围内的电磁波则会透过光子晶体,表现出高透射的特性。电磁波传播可以... 光子晶体是由介电常数不同的几种材料组成的一种功能材料。频率处于光子晶体禁带范围内的电磁波在光子晶体中不能传播,表现出高反射的特性;而频率处于光子晶体通带范围内的电磁波则会透过光子晶体,表现出高透射的特性。电磁波传播可以通过光子晶体中缺陷的人工构造来控制。为理清多波段兼容隐身光子晶体材料进一步发展所面临的问题和机遇,对光子晶体在红外多波段隐身、激光/红外兼容隐身、雷达/红外兼容隐身、可见光/红外兼容隐身、多波段兼容隐身5个方面的研究进展进行了总结,并对新一代光子晶体兼容隐身技术的发展进行了展望。 展开更多
关键词 光子晶体 光子禁带 红外隐身 兼容隐身
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阳极氧化法制备高品质TiO2纳米管光子晶体及其光子带隙调控研究 预览
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作者 周文铭 王小刚 +2 位作者 李建锋 王建 王成伟 《真空与低温》 2019年第3期163-169,共7页
采用具有电压补偿机制的程控阳极氧化电压波形设计,成功制备出周期结构明显改善的高品质TiO2纳米管光子晶体。研究表明,适当的补偿电压能有效地解决在阳极氧化过程中因电流衰减导致TiO2纳米管光子晶体周期结构均匀性降低的难题,可使其... 采用具有电压补偿机制的程控阳极氧化电压波形设计,成功制备出周期结构明显改善的高品质TiO2纳米管光子晶体。研究表明,适当的补偿电压能有效地解决在阳极氧化过程中因电流衰减导致TiO2纳米管光子晶体周期结构均匀性降低的难题,可使其光子带隙的品质明显提高;此外,通过对阳极氧化高低电压持续时间及反应过程中温度的调节,可实现对其光子带隙位置在可见光范围内的有效调控,并发现TiO2纳米管光子晶体的电子带隙宽度,随阳极氧化高电压持续时间的增加略有变宽,随电解液温度的升高而变窄。 展开更多
关键词 二氧化钛纳米管 光子晶体 补偿电压 光子带隙
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基于光子晶体的红外隐身材料研究进展
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作者 卢仪 卜小海 +2 位作者 李栋先 刘飞佑 张泽武 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第8期24-33,共10页
光子晶体是由多种具有不同介电常数的介质材料在空间按一定的周期排列所形成的一种人造结构晶体,其光子禁带对入射电磁波具有高反射率,能够有效改变目标的辐射特性。基于光子晶体的红外隐身材料的研究是当前红外隐身技术的研究热点之一... 光子晶体是由多种具有不同介电常数的介质材料在空间按一定的周期排列所形成的一种人造结构晶体,其光子禁带对入射电磁波具有高反射率,能够有效改变目标的辐射特性。基于光子晶体的红外隐身材料的研究是当前红外隐身技术的研究热点之一。对光子晶体的结构及特性等方面进行了详细介绍,系统综述了光子晶体材料在红外隐身方面的应用现状,并对新型红外光子晶体材料的研究进行了展望,以期为光子晶体红外隐身材料在宽频隐身、多波段兼容、带隙可调等领域的需求提供一定的解决思路。 展开更多
关键词 材料 隐身材料 光子晶体 光子带隙 红外发射率
光子带隙超材料研究进展 预览
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作者 董国艳 乔鹏武 李振飞 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期22-29,41共9页
光子带隙超材料是一种可用于控制和操纵光传导的极具吸引力的人造材料,通常是由周期性电介质、金属、超导体等组合而成的微结构或纳米结构。光子带隙可理解为在晶体中传播的光在高、低介电常数区域的界面处发生多次反射而干涉相消,类似... 光子带隙超材料是一种可用于控制和操纵光传导的极具吸引力的人造材料,通常是由周期性电介质、金属、超导体等组合而成的微结构或纳米结构。光子带隙可理解为在晶体中传播的光在高、低介电常数区域的界面处发生多次反射而干涉相消,类似于固体物理中的电子带隙。针对近年来光子带隙超材料研究领域的几个热门方向——光子晶体光纤、光学拓扑态、Dirac点零折射率和带隙调制发光,从凝聚态物理学理论出发,通过与电子带隙和Dirac方程理论的比较和拓展,详细介绍了介质基光子晶体、光拓扑绝缘体、Dirac点多重简并、金属和发光材料与光子晶体构成的复合光子带隙超材料的研究进展和应用现状。光子带隙超材料灵活可调控的光学特性不但可以用于设计更高品质的传统光学器件,还可以获得自然界中不存在的奇特属性。我们相信随着现代科技的发展进步,多学科和多方向的交叉融合能够进一步拓宽光子超材料的设计思路,推进理论向实用转化。 展开更多
关键词 光子带隙 光子晶体 超材料 光拓扑态 零折射率
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光子晶体在红外隐身中的应用及其发展历程 预览
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作者 王皓 杨忠泽 +2 位作者 刘可歆 于鲁辉 万勇 《材料科学》 2019年第9期835-848,共14页
光子晶体是一种介质随空间周期性变化的新型材料,其光子禁带可以阻断电磁波的传播,在红外隐身技术的应用中作用广泛。本文分别介绍了光子晶体在热红外隐身、宽频隐身、红外多波段兼容隐身、自适应红外隐身中的作用及其发展历程。并通过... 光子晶体是一种介质随空间周期性变化的新型材料,其光子禁带可以阻断电磁波的传播,在红外隐身技术的应用中作用广泛。本文分别介绍了光子晶体在热红外隐身、宽频隐身、红外多波段兼容隐身、自适应红外隐身中的作用及其发展历程。并通过分析光子晶体红外隐身应用中的研究现状,对其的发展提出一些建议。 展开更多
关键词 光子晶体 红外隐身 光子禁带 大气窗口 反射率
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光子晶体在传感器领域的应用 预览
7
作者 宋萌 《电子世界》 2019年第1期164-164,166共2页
本文概述了光子晶体在传感器领域中的应用,简单介绍了光子晶体的基本结构、分类和主要特性。依据应用范围将光子晶体传感器进行分类论述,对其工作原理、结构、特点分别进行了阐述。最后对光子晶体传感器的发展趋势进行了展望。
关键词 晶体传感器 光子晶体 应用 工作原理 发展趋势 结构 分类
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金属表面等离子体对GaN-LED光提取特性的影响 预览
8
作者 刘宏伟 刘雨鑫 +3 位作者 于丹丹 王迪 郭凯 郏成奎 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2019年第3期55-60,共6页
为了提高光提取效率,分析在GaN发光二极管(LED)结构中的光波矢传播模型,并分析Ag光子晶体的表面等离激元和能带结构;同时模拟未覆盖和覆盖Ag光子晶体的GaN-LED结构的发光,通过改变Ag光子晶体直径、周期和入射光的角度,分析不同晶格方向... 为了提高光提取效率,分析在GaN发光二极管(LED)结构中的光波矢传播模型,并分析Ag光子晶体的表面等离激元和能带结构;同时模拟未覆盖和覆盖Ag光子晶体的GaN-LED结构的发光,通过改变Ag光子晶体直径、周期和入射光的角度,分析不同晶格方向的GaN-LED的光提取效率。结果表明:当Ag光子晶体的周期为800 nm、直径为70 nm时,GaN-LED的总透射率达到最大值,光提取效率提高了34.43%。 展开更多
关键词 GAN发光二极管 光子晶体 金属表面等离子体 光提取
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聚(3,4-二溴噻吩)复合光子晶体的制备及电致变色性能 预览
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作者 吴燕 孟佳意 +7 位作者 李昕 龚龑 张秀芹 刘继广 庞雅莉 张雨晴 杨媛 徐慧君 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期55-60,共6页
研究了二氧化硅复合聚(3,4-二溴噻吩)光子晶体(SiO2@PDBrTh)的制备及电致变色性能。首先采用改进St?ber法合成SiO2微球,再通过三电极体系制备SiO2@PDBrTh复合光子晶体,在相同条件下,与以ITO玻璃为工作电极制备得到的纯PDBrTh薄膜做对比... 研究了二氧化硅复合聚(3,4-二溴噻吩)光子晶体(SiO2@PDBrTh)的制备及电致变色性能。首先采用改进St?ber法合成SiO2微球,再通过三电极体系制备SiO2@PDBrTh复合光子晶体,在相同条件下,与以ITO玻璃为工作电极制备得到的纯PDBrTh薄膜做对比。结果表明,将光子晶体的有序结构引入到PDBrTh中,对比度提高了15.4%,着色和褪色响应时间也均有所加快,复合薄膜的颜色从黄绿色变化到浅蓝色,其色差大于纯PDBrTh薄膜。这表明,将光子晶体的有序结构引入PDBrTh中,可以提高其电致变色性能,便于更好地应用于智能窗、传感器等领域。 展开更多
关键词 二氧化硅 聚(3 4-二溴噻吩) 光子晶体 电致变色
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可见光、远红外与激光兼容隐身光子晶体薄膜 预览
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作者 王航 赵大鹏 +4 位作者 张继魁 王成名 陈宗胜 刘瑞煌 时家明 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1079-1085,共7页
为了降低军事装备被可见光、红外或激光探测器发现的概率,研究了可见光、远红外与1.06μm及10.6μm激光兼容隐身光子晶体薄膜。基于光子晶体的“光子禁带”和“光子局域”的特性,利用传输矩阵理论设计了3种不同颜色的隐身光子晶体薄膜,... 为了降低军事装备被可见光、红外或激光探测器发现的概率,研究了可见光、远红外与1.06μm及10.6μm激光兼容隐身光子晶体薄膜。基于光子晶体的“光子禁带”和“光子局域”的特性,利用传输矩阵理论设计了3种不同颜色的隐身光子晶体薄膜,然后利用真空电子束蒸发镀膜技术进行了制备,最后利用相关仪器测试并得到了微观截面图、可见光照片、远红外热像图和反射光谱。结果显示,3种薄膜微观层间结合致密,膜厚符合理论设计。可见光波段具有青、黄或紫的特征颜色,可以组合形成迷彩图案来分割可见光图像。远红外大气窗口(8~14μm)内发射率小于0.3,可以有效抑制远红外辐射。反射光谱中1.06μm及10.6μm处反射率分别为10%和40%左右,能够有效减弱入射激光的回波功率。 展开更多
关键词 光子晶体 可见光 远红外 激光 兼容隐身
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光子晶体传感技术在临床快速检测中的应用进展 预览
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作者 徐天依 宁保安 刘颖 《中国老年学杂志》 CAS 北大核心 2019年第6期1522-1525,共4页
目前,大部分临床检验都需要经过专业培训的工作人员使用专业仪器进行样品采集,测试和分析。配备这些专业人员费用较高,并且检测结果会受到由操作者错误造成系统误差的影响。这些临床实验室检测手段耗时,操作复杂,而且造价昂贵。
关键词 临床诊断 光子晶体 快速检测
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不同膜厚对SiO 2光子晶体形貌及光学性能的影响 预览
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作者 闫刚印 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2019年第7期1281-1286,共6页
利用改良的Stber法制成了粒径均一的SiO2胶体颗粒,胶体微球颗粒平均粒径为200nm。保持SiO2悬浮液体积分数相同,对双基片自组装垂直沉积进行改造,改变夹层厚度,沉积得到厚度不同的SiO2光子晶体薄膜。利用扫描电子显微镜观察了膜厚不同的S... 利用改良的Stber法制成了粒径均一的SiO2胶体颗粒,胶体微球颗粒平均粒径为200nm。保持SiO2悬浮液体积分数相同,对双基片自组装垂直沉积进行改造,改变夹层厚度,沉积得到厚度不同的SiO2光子晶体薄膜。利用扫描电子显微镜观察了膜厚不同的SiO2光子晶体薄膜样品的表面以及断面微观形貌,测试了样品的光反射性能,此外还讨论了光子晶体薄膜厚度对样品表面的形貌以及样品光反射性能带来的影响。 展开更多
关键词 光子晶体 自组装 双基片垂直沉积 蛋白石结构
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对称结构光子晶体表面Tamm态的光学性质 预览
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作者 苏安 潘继环 +2 位作者 蒙成举 唐秀福 高英俊 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期349-354,共6页
利用传输矩阵理论和等效原理,从能级的角度研究对称结构光子晶体表面Tamm态的光学性质,结果表明:在有限排列周期结构光子晶体中,介质表面可支持表面Tamm态的存在,且轴向传播时通带中出现TM和TE偏振的能级简并现象,离轴传播时从通带边缘... 利用传输矩阵理论和等效原理,从能级的角度研究对称结构光子晶体表面Tamm态的光学性质,结果表明:在有限排列周期结构光子晶体中,介质表面可支持表面Tamm态的存在,且轴向传播时通带中出现TM和TE偏振的能级简并现象,离轴传播时从通带边缘分离出来的非简并能级被局域于光子晶体表面而形成了光学Tamm态;表面Tamm态内存在很强的局域电场,而且局域电场在介质界面处分布最强;表面Tamm态内的能量输运,对于低折射率介质可正反两方向输运,且输运速度快,对于高折射率介质只能正向输运,且输运速度较慢,故在高折射率介质界面处形成很强的局域光场。对称结构光子晶体表面Tamm态光学性质可为光子晶体光波导和表面波传感器的研究和设计提供指导。 展开更多
关键词 光子晶体 传输矩阵 TAMM态 光学性质
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太赫兹波段光子晶体温度传感器的研究 预览
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作者 陈之厦 梁斌明 庄松林 《光学仪器》 2019年第1期55-59,共5页
使用对太赫兹波段有吸收效应的掺杂硅设计光子晶体结构,使得在光子带隙内的光波被吸收,并加上金属反射镜面将光子晶体的吸收峰和法布里.珀罗(F.P)谐振吸收峰结合,使此结构在0.29~0.31THz波段达到宽频吸收,并且在0.31~0.34THz波段通过测... 使用对太赫兹波段有吸收效应的掺杂硅设计光子晶体结构,使得在光子带隙内的光波被吸收,并加上金属反射镜面将光子晶体的吸收峰和法布里.珀罗(F.P)谐振吸收峰结合,使此结构在0.29~0.31THz波段达到宽频吸收,并且在0.31~0.34THz波段通过测量光子晶体的反射率可以计算出对应温度。在使用商业电磁仿真软件CST2014仿真和优化参数后,反射率对应温度变化的变化范围是0.09~0.36,即最大值与最小值有4倍之差,这一特性表明,此结构的反射率变化随温度变化十分明显,是一款十分灵敏的温度传感器。此外,在入射角不大于40°时,结构性能依然良好。 展开更多
关键词 光子晶体 太赫兹 F-P谐振 温度传感器
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二维光子晶体双重亚波长成像 预览
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作者 牛金科 梁斌明 +1 位作者 庄松林 陈家璧 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期66-72,共7页
本文基于硅基底空气孔型二维光子晶体(photonic crystals),提出了一种可以实现等效负折射和亚波长成像的结构。点光源通过三角形光子晶体出射后在两侧形成两个像点。通过在光子晶体两侧添加光栅,增加了光源的透过率,消除了旁斑对双重像... 本文基于硅基底空气孔型二维光子晶体(photonic crystals),提出了一种可以实现等效负折射和亚波长成像的结构。点光源通过三角形光子晶体出射后在两侧形成两个像点。通过在光子晶体两侧添加光栅,增加了光源的透过率,消除了旁斑对双重像点的影响。当光栅的空气带隙宽度w=0.76a和到光子晶体的距离dg=0.1a时,左侧像点image1的最小半宽度达到0.433λ,此时右侧像点image2达到0.842λ,均小于入射波长。另外,当光源波长在3.19a到3.26a范围内时,光子晶体可以实现宽光谱的双重亚波长成像。最后,根据点光源和双重像点的位置变化,求出了关于其坐标x, z的相对关系。 展开更多
关键词 光子晶体 负折射 双重成像 亚波长成像 共聚焦
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实用化光子晶体结构白光LED 预览
16
作者 刘登飞 胡集成 +1 位作者 谢泽欣 林锦銮 《电子技术与软件工程》 2019年第19期79-80,共2页
本文即对实用化光子晶体结构白光LED设计与理论问题展开研究与分析,望能够促进白光LED出光效率的进一步提升,以取得更为满意的照明效果。
关键词 光子晶体 白光 LED
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灭多威分子印迹光子晶体传感器的制备及应用 预览
17
作者 张琪 张红 +2 位作者 周强 徐炎硕 王颜红 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期883-889,共7页
将光子晶体技术和分子印迹技术相结合,制备了分子印迹光子晶体传感器(MIPC),用于检测农药灭多威。以直径320nm的SiO2微球制备的光子晶体为制孔模板,灭多威为印迹模板分子,甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂... 将光子晶体技术和分子印迹技术相结合,制备了分子印迹光子晶体传感器(MIPC),用于检测农药灭多威。以直径320nm的SiO2微球制备的光子晶体为制孔模板,灭多威为印迹模板分子,甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,经过热聚合后形成凝胶薄膜,将SiO2微球和灭多威分子洗脱后得到灭多威MIPC。通过扫描电子显微镜对聚合物薄膜的形貌进行了表征,发现薄膜中形成了具有典型面心立方结构的三维互连大孔阵列。通过测试其反射峰的位置变化,研究了此MIPC在灭多威溶液中的响应性能,结果表明,MIPC膜对目标分子灭多威具有良好的特异性响应。当灭多威溶液浓度在0~0.02g/L变化时,反射峰从533nm红移至589nm,表观颜色由绿色变为橙红色,响应时间仅为13min,而与其分子结构相似的克百威则没有出现明显的反射峰位移。测试了此传感器在实际样品中的实用性。当MIPC浸入灭多威含量为0.002、0.02和0.2mg/L的白菜样品基质溶液时,MIPC反射峰偏移量分别为28、34和42nm,表明在复杂基质中此传感器具有良好的选择性和高灵敏度的响应能力。 展开更多
关键词 光子晶体 分子印迹 传感器 灭多威
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一维四组元周期性结构光子晶体带隙特性分析 预览
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作者 蔡培君 廖同庆 方鸣 《安庆师范大学学报:自然科学版》 2019年第1期24-29,共6页
随着密集波分复用(DWDM)技术的发展,对多波长滤波器提出了更高的要求。为了给基于一维光子晶体的多波长滤波器提供支撑技术,本文先对一维四组元周期性结构光子晶体的传输矩阵进行简要的推导。接着,从该光子晶体的结构出发,基于传输矩阵... 随着密集波分复用(DWDM)技术的发展,对多波长滤波器提出了更高的要求。为了给基于一维光子晶体的多波长滤波器提供支撑技术,本文先对一维四组元周期性结构光子晶体的传输矩阵进行简要的推导。接着,从该光子晶体的结构出发,基于传输矩阵法绘制了一维四组元周期性结构光子晶体的归一化透射率曲线,并与普通的一维两组元周期性结构光子晶体的归一化透射率曲线进行对比研究,分析了一维四组元周期性结构光子晶体在一个禁带周期内光子禁带数增加的原因。进而,从一维光子晶体的光子带隙机理出发,深入研究了不同折射率比、不同周期数对一维四组元周期性结构光子晶体带隙的影响。研究表明,一维四组元周期性结构光子晶体的禁带宽度由四层材料各相邻层的折射率差共同确定,具体宽度表现为各禁带的均值,但带隙特性更加完美。 展开更多
关键词 光子晶体 一维四组元周期性结构 传输矩阵 透射率 禁带
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利用平面波展开法在matlab中计算一维光子晶体的带隙结构 预览
19
作者 黄晓泽 周琦 饶黄云 《科技创新与应用》 2019年第13期29-31,共3页
利用平面波展开法,在王建东所研究的光在光子晶体(photonic crystal)中传输所满足的非线性薛定谔方程基础上,计算光子晶体间隙结构的本征方程,根据本征方程在matlab中进行运算,得到光子晶体的带隙结构。
关键词 平面波展开 本征方程 光子晶体 MATLAB 带隙结构
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太赫兹液晶可调谐功能器件
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作者 冀允允 范飞 +4 位作者 于建平 许士通 程洁嵘 王湘晖 常胜江 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期50-63,共14页
介绍了不同液晶材料在太赫兹(THz)波段的光学各向异性和外场调制特性。在此基础上,综述了几种基于液晶与人工电磁微结构相结合的THz功能器件,该器件可实现对THz波的调谐滤波、电磁诱导透明、相位调制以及偏振控制功能等;系统地分析了液... 介绍了不同液晶材料在太赫兹(THz)波段的光学各向异性和外场调制特性。在此基础上,综述了几种基于液晶与人工电磁微结构相结合的THz功能器件,该器件可实现对THz波的调谐滤波、电磁诱导透明、相位调制以及偏振控制功能等;系统地分析了液晶与人工电磁微结构的相互作用机理、THz波长尺度下液晶的外场调控规律与表面相互作用。此外,还对THz液晶光子器件的研究发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 太赫兹技术 石墨烯 光子晶体 超材料 液晶器件
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