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金属-石墨烯光子晶体-金属结构的吸收特性 预览
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作者 武继江 高金霞 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期614-618,共5页
金属-石墨烯光子晶体-金属复合结构可实现多带吸收。为了解该复合结构的吸收特性,采用传输矩阵法,研究了可见光波段结构参量对其多带吸收特性的影响。结果表明,各吸收带的中心波长与石墨烯化学势的大小无关;吸收带的个数与石墨烯光子晶... 金属-石墨烯光子晶体-金属复合结构可实现多带吸收。为了解该复合结构的吸收特性,采用传输矩阵法,研究了可见光波段结构参量对其多带吸收特性的影响。结果表明,各吸收带的中心波长与石墨烯化学势的大小无关;吸收带的个数与石墨烯光子晶体周期单元个数及电介质层的光学厚度有关;周期单元数越大,介质层光学厚度越大,吸收带的个数就越多;两金属层的厚度对吸收特性的影响存在差异,要使光吸收率尽可能高,衬底一侧的金属层要尽可能厚,入射空间一侧的金属层的厚度则存在一个最优值;垂直入射时合理选择相关参量,各主要吸收峰可有90%以上的吸收率。此研究结果为研制基于石墨烯的多带光吸收器提供了参考。 展开更多
关键词 材料 光子晶体 石墨烯 光吸收器 光学Tamm
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对称结构光子晶体的表面光学Tamm态 预览
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作者 苏安 蒙成举 +2 位作者 唐秀福 潘继环 高英俊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期253-259,共7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光学Tamm态,结果表明:当光子晶体的排列周期无限大时,入射介质与光子晶体间不满足阻抗匹配条件,从而不出现表面光学Tamm态;当光子晶体被截断成有限周期时,其表面可支... 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光学Tamm态,结果表明:当光子晶体的排列周期无限大时,入射介质与光子晶体间不满足阻抗匹配条件,从而不出现表面光学Tamm态;当光子晶体被截断成有限周期时,其表面可支持表面光学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表面光学Tamm态;当光子晶体截断参数与最外层高折射率介质匹配时,容易形成束缚性较强的表面光学Tamm态,与最外层低折射率介质匹配时,则难以实现表面光学Tamm态;通过ATR全反射技术对光子晶体表面态进行激发可观察到被激发的耦合共振吸收现象。对称结构光子晶体表面光学Tamm态的特性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 光学Tamm ATR光谱
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含吸收介质的光子晶体法布里-珀罗异质结构的传感特性研究 被引量:4
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作者 陈颖 曹会莹 +5 位作者 韩帅涛 邸远见 赵志勇 罗佩 田亚宁 刘晓飞 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期234-240,共7页
结合光子晶体的缺陷模式和表面模式特性,提出了一种含吸收介质的光子晶体法布里-珀罗异质结构。该结构由周期性光子晶体、待测样本和外部空气层共同组成,将待测样本直接作为表面缺陷腔。基于光学谐振原理和表面波理论,分析了所提结... 结合光子晶体的缺陷模式和表面模式特性,提出了一种含吸收介质的光子晶体法布里-珀罗异质结构。该结构由周期性光子晶体、待测样本和外部空气层共同组成,将待测样本直接作为表面缺陷腔。基于光学谐振原理和表面波理论,分析了所提结构的折射率传感机理。讨论了不同吸收介质对所提结构光谱特性的影响。将石墨烯作为吸收介质时,传感结构的品质因子(Q值)明显高于将硫化锌、氧化铝和金属银作为吸收介质的情况;将样本层作为表面缺陷腔,通过光学Tamm态谐振,可实现多次全反射衰荡,使谐振光信号和待测样本充分作用,从而提高了该结构的传感灵敏度。所提结构的Q值为2097.18,灵敏度为1017.98 nm/RIU。研究结果对实现待测物的高Q值和高灵敏度检测具有一定的理论参考价值。 展开更多
关键词 光学器件 传感器 光子晶体 法布里-珀罗异质结构 光学Tamm 石墨烯
金属-光子晶体-金属结构中偏振光Tamm态的吸收特性 预览 被引量:1
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作者 刘启能 代洪霞 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期205-209,共5页
为了研究银-光子晶体-银结构中两种偏振光Tamm态的吸收性质,采用银介电常数的Drude-Lorentz色散模型和特征矩阵法,研究了吸收率随入射角、随周期数以及随银层厚度的变化规律。结果表明,在银-光子晶体-银结构中两种偏振光都会出现两个光... 为了研究银-光子晶体-银结构中两种偏振光Tamm态的吸收性质,采用银介电常数的Drude-Lorentz色散模型和特征矩阵法,研究了吸收率随入射角、随周期数以及随银层厚度的变化规律。结果表明,在银-光子晶体-银结构中两种偏振光都会出现两个光学Tamm态(OTS),即OTS1和OTS2。两种偏振光的OTS1和OTS2的吸收峰值随着入射角的增大而逐渐增大,随着周期数的增大而缓慢增大,随着银层厚度的增大而明显增大。这些结论丰富了对银-光子晶体-银结构中两种偏振光Tamm态的吸收特性的认识。 展开更多
关键词 材料 光子晶体 光学Tamm Drude-Lorentz模型 偏振光 吸收
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基于金属/无序光子晶体光学Tamm态的研究 预览
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作者 方海闻 王林 蒋寻涯 《复旦学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期778-782,789共6页
光学Tamm态是一种存在于金属-分布式Bragg反射镜(DBR)结构中的界面模.在金属-DBR结构中,一般是用一维光子晶体结构来充当DBR.而我们的计算表明,当用一维无序光子晶体结构充当DBR时,同样存在类似于光学Tamm态的界面态.这种态与一维光... 光学Tamm态是一种存在于金属-分布式Bragg反射镜(DBR)结构中的界面模.在金属-DBR结构中,一般是用一维光子晶体结构来充当DBR.而我们的计算表明,当用一维无序光子晶体结构充当DBR时,同样存在类似于光学Tamm态的界面态.这种态与一维光子晶体中的光学Tamm态模式有着相同的性质,如能够被TE和TM模式激发,色散曲线为抛物线性等.这种模式在光学探测、无序激光领域有着潜在的应用. 展开更多
关键词 光学Tamm 界面态 光子晶体 无序
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金属介电常数的色散模型对光学Tamm态的影响 预览 被引量:1
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作者 蒋和伦 刘启能 《计算物理》 CSCD 北大核心 2016年第5期547-553,共7页
比较银介电常数三种色散模型对光学Tamm态的影响,根据三种色散模型的复折射率随波长的变化研究银-光子晶体-银结构TE波和TM波的光学Tamm态随入射角、银层厚度及周期数的变化.得出:三种色散模型下银-光子晶体-银结构中都会出现两个光学T... 比较银介电常数三种色散模型对光学Tamm态的影响,根据三种色散模型的复折射率随波长的变化研究银-光子晶体-银结构TE波和TM波的光学Tamm态随入射角、银层厚度及周期数的变化.得出:三种色散模型下银-光子晶体-银结构中都会出现两个光学Tamm态(OTS1和OTS2).三种色散模型下的光学Tamm态的波长随入射角、银层厚度及周期数的变化规律一致.但是光学Tamm态的透射峰值随入射角、银层厚度及周期数的变化规律不一致.Drude-Lorentz模型和Lorentz模型能够描述银的特征,而Drude模型不能. 展开更多
关键词 光子晶体 光学Tamm Drude-Lorentz模型 Lorentz模型 Drude模型
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Drude-Lorentz色散模型研究光学Tamm态的性质
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作者 蒋和伦 刘启能 《半导体光电》 CAS 北大核心 2016年第2期218-222,共5页
为了获得光学Tamm态(OTS)的特性,建立了一种银-光子晶体-银结构,并利用银的Drude-Lorentz色散模型和特征矩阵法研究了该结构中OTS的波长特性和吸收特性。结果表明,在该结构中存在两个OTS,分别称为OTS1和OTS2。OTS1和OTS2的中心波长随... 为了获得光学Tamm态(OTS)的特性,建立了一种银-光子晶体-银结构,并利用银的Drude-Lorentz色散模型和特征矩阵法研究了该结构中OTS的波长特性和吸收特性。结果表明,在该结构中存在两个OTS,分别称为OTS1和OTS2。OTS1和OTS2的中心波长随入射角的增加向短波方向移动,OTS1和OTS2的中心波长间距随着入射角的增加而减小。OTS1和OTS2中心波长随银层厚度的增加向短波方向移动,OTS1和OTS2的波长宽度都随银层厚度的增加而减小。OTS1和OTS2都具有较大的吸收率,OTS1和OTS2的吸收率随银层厚度有着相似的变化规律。这些特性的获得加深了对银-光子晶体-银结构中光学Tamm态特性的认识。 展开更多
关键词 光子晶体 光学Tamm Drude-Lorentz模型 特征矩阵
金属材料对M-PC-M结构中光学Tamm态的影响 预览 被引量:2
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作者 刘启能 刘沁 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期994-1000,共7页
为了研究金属材料对金属-光子晶体-金属结构中的Tamm态的影响,采用DrudeLorentz色散模型研究了金和银复折射率的特性,得出了复折射率的实部和虚部随波长的变化规律。并对Au-PC-Au和Ag-PC-Ag中的光学Tamm态随金属厚度、入射角、周期数的... 为了研究金属材料对金属-光子晶体-金属结构中的Tamm态的影响,采用DrudeLorentz色散模型研究了金和银复折射率的特性,得出了复折射率的实部和虚部随波长的变化规律。并对Au-PC-Au和Ag-PC-Ag中的光学Tamm态随金属厚度、入射角、周期数的变化规律进行了对比研究。得出:在Au-PC-Au和Ag-PC-Ag中都会出现两个光学Tamm态,即OTS1和OTS2。Au-PC-Au和Ag-PC-Ag中光学Tamm态的中心波长和透射峰值随金属厚度、入射角、周期数的变化规律是一致的。但Ag-PC-Ag中光学Tamm态的透射峰值明显大于Au-PC-Au中光学Tamm态的透射峰值,Ag-PC-Ag中OTS1和OTS2的分离程度明显大于Au-PC-Au中OTS1和OTS2的分离程度。 展开更多
关键词 光子晶体 光学Tamm Drude-Lorentz模型 金属
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一种研究M-PC-M结构中光学Tamm态的新方法 预览
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作者 刘启能 刘沁 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1241-1247,共7页
为了建立一种研究M-PC-M结构中光学Tamm态的新方法,建立了M-PC-M结构的谐振腔模型,利用光的干涉原理推导出光通过M-PC-M结构的透射率公式,将这一公式称为M-PC-M结构中光学Tamm态的干涉理论。将干涉理论和特征矩阵法进行了对比研究,得出... 为了建立一种研究M-PC-M结构中光学Tamm态的新方法,建立了M-PC-M结构的谐振腔模型,利用光的干涉原理推导出光通过M-PC-M结构的透射率公式,将这一公式称为M-PC-M结构中光学Tamm态的干涉理论。将干涉理论和特征矩阵法进行了对比研究,得出:干涉理论不仅能够解决特征矩阵法所能解决的全部问题,并且能够弥补了特征矩阵法的不足。因此,涉理论是一种比特征矩阵法更优的研究方法。 展开更多
关键词 光子晶体 光学Tamm 干涉理论 特征矩阵法
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基于光学塔姆态耦合分析的含金属插层光子晶体传感机理研究
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作者 陈颖 董晶 +3 位作者 刘腾 石佳 朱奇光 毕卫红 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期230-237,共8页
基于光子晶体光学塔姆态的耦合分析,提出了一种含金属插层的折射率传感结构。对该光子晶体结构中光学塔姆态的形成机理进行了分析,并调整金属插层的厚度来实现两个光学塔姆态的耦合。建立缺陷峰波长与待测溶液折射率的关系模型,并分析... 基于光子晶体光学塔姆态的耦合分析,提出了一种含金属插层的折射率传感结构。对该光子晶体结构中光学塔姆态的形成机理进行了分析,并调整金属插层的厚度来实现两个光学塔姆态的耦合。建立缺陷峰波长与待测溶液折射率的关系模型,并分析其折射率传感特性。通过对光子晶体周期数和入射角度的讨论,可以得到,增加光子晶体周期数(或入射光的入射角度)可减小缺陷峰的半峰全宽(FWHM),从而提高传感器的灵敏度和折射率的分辨率。以乙二醇为待测样本,可得该传感器的灵敏度为445.45 nm/RIU(折射率单元),品质因数(Q值)可达1259.45。该传感器结构具有制备工艺简单和结构紧凑等优点,可为高Q值和高灵敏度折射率传感器的设计提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 传感器 光子晶体 金属插层 光学塔姆态
非对称DBR-金属-DBR结构的光学Tamm态理论研究 被引量:5
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作者 蒋瑶 张伟利 朱叶雨 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第16期338-343,共6页
作为一种特殊的金属表面态,光学Tamm态(OTS)对光的控制和操作具有独到优势,在新一代光子器件设计中备受青睐.本文基于分布式Bragg反射镜(DBR).金属-DBR(DMD)结构,通过金属两侧DBR中心频率的失配引入不对称机制,设计和控制... 作为一种特殊的金属表面态,光学Tamm态(OTS)对光的控制和操作具有独到优势,在新一代光子器件设计中备受青睐.本文基于分布式Bragg反射镜(DBR).金属-DBR(DMD)结构,通过金属两侧DBR中心频率的失配引入不对称机制,设计和控制可皿光区域OTS的产生;通过分析反射谱及电场分布特性,揭示了金属两侧OTS的相互作用及变化规律.结果表明:DMD结构可支持两个不同本征波长OTS存在,失配量6将影响两个OTS的强度及本征波长,即随着6变化OTS出现上下两个分支;同时,入射光的偏振态、入射角等也对OTS的强度及本征波长具有明显影响. 展开更多
关键词 金属表面态 光学Tamm 分布式Bragg反射镜
基于一维光子晶体的Tamm态耦合实现可调双频滤波器 预览 被引量:6
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作者 陈林坤 方云团 +1 位作者 朱娜 周骏 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2406-2411,共6页
设计一个金属层-DBR-金属层的结构,研究两个相同光学Tamm态的耦合形成的耦合模式的特性。通过传输矩阵法,得出电磁波入射的透射谱。透射谱上有一对间距很小的孪生耦合透射峰。基于这对耦合模式可以实现可调双频窄带滤波器,其通带的... 设计一个金属层-DBR-金属层的结构,研究两个相同光学Tamm态的耦合形成的耦合模式的特性。通过传输矩阵法,得出电磁波入射的透射谱。透射谱上有一对间距很小的孪生耦合透射峰。基于这对耦合模式可以实现可调双频窄带滤波器,其通带的位置和间距可以通过改变中间层的一维光子晶体的层数或者改变入射波的入射角度来调节。 展开更多
关键词 光子晶体 光学Tamm 耦合 双频滤波器
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Optical Tamm state polaritons in a quantum well microcavity with gold layers
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作者 张伟利 饶云江 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第5期 532-536,共5页
A new type of cavity polariton,the optical Tamm state(OTS) polariton,is proposed to be realized by sandwiching a quantum well(QW) between a gold layer and a distributed Bragg reflector(DBR).It is shown that OTS polari... A new type of cavity polariton,the optical Tamm state(OTS) polariton,is proposed to be realized by sandwiching a quantum well(QW) between a gold layer and a distributed Bragg reflector(DBR).It is shown that OTS polaritons can be generated from the strong couplings between the QW excitons and the free OTSs.In addition,if a second gold layer is introduced into the bottom of the DBR,two independent free OTSs can interact strongly with the QW excitons to produce extra OTS polaritons. 展开更多
关键词 极化激元 镀金层 状态 光量子 分布式布拉格反射镜 激子相互作用 OTS
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