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掺杂二维三角圆柱光子晶体传输特性研究 被引量：5
1
作者 汤炳书 沈廷根 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期526-528,共3页
为了研究掺杂对二维光子晶体传输特性的影响,应用时域有限差分方法数值模拟了各种掺杂情况下二维三角圆柱光子晶体的透射率即光传输函数随频率的变化。数值结果表明,对于一定的入射方向,光子晶体中的带隙的宽度、中心位置都受到掺杂所... 为了研究掺杂对二维光子晶体传输特性的影响,应用时域有限差分方法数值模拟了各种掺杂情况下二维三角圆柱光子晶体的透射率即光传输函数随频率的变化。数值结果表明,对于一定的入射方向,光子晶体中的带隙的宽度、中心位置都受到掺杂所处的位置、掺杂物的折射率、掺杂柱的粗细不同程度的影响。该结论为该类光子晶体的应用提供了理论依据。 展开更多
关键词 材料 二维三角圆柱光子晶体 时域有限差分法 掺杂 传输系数 带隙
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二维光子晶体三角形结构带隙研究 被引量：10
2
作者 吴炳坚 郑浩 +4 位作者 方明阳 盛勇 李正华 马俊峰 焦蓬蓬 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第10期974-976,共3页
通过改变二维光子晶体三角形结构的晶格元胞半径、晶格周期和厚度,模拟其带隙变化,分析变化规律,为二维光子晶体集成波导提供理论基础。
关键词 二维光子晶体 三角形结构 带隙结构
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二维圆柱层状复周期光子晶体的透射谱 被引量：11
3
作者 汤炳书 汤晓舟 王刚 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2138-2142,共5页
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... 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。 展开更多
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
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二维三角柱光子晶体的传输特性(英文) 被引量：4
4
作者 闫明宝 王海龙 周萍 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期1-6,共6页
利用时域有限差分方法对二维三角介质柱光子晶体的传输特性进行了研究,计算了不同晶格、同一晶格柱体截面面积不同、放置方位角不同、入射波入射方向不同时光子晶体的传输特性。结果表明:光子禁带的宽度与中心频率和晶格结构有很大关系... 利用时域有限差分方法对二维三角介质柱光子晶体的传输特性进行了研究,计算了不同晶格、同一晶格柱体截面面积不同、放置方位角不同、入射波入射方向不同时光子晶体的传输特性。结果表明:光子禁带的宽度与中心频率和晶格结构有很大关系,三角晶格更易形成平坦光子禁带,柱体截面面积大,则形成的禁带较宽,在其他因素相同的条件下柱体放置的方位角在一定范围内对光子禁带有重要影响;对不同入射方向时光子晶体的传输特性的研究结果表明,在低频范围内,入射角对禁带宽度和中心频率没有任何影响,在高频段,透射率随入射角变大而降低。研究结果为实验上制作三角柱光子晶体器件提供了重要的理论依据。 展开更多
关键词 二维光子晶体 时域有限差分方法 传输特性 三角介质柱
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结构参量对二维三角晶格光子晶体带隙影响规律的研究 被引量：1
5
作者 许连强 石宗华 闫珂柱 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期25-26,共2页
本文利用了平面波展开法分别计算了二维三角晶格空气中介质柱和介质中空气孔两种形状的光子晶体,研究了填充率、介电常数对带隙宽度和中心频率的影响规律,研究结果对光子晶体的制作提供了理论依据。
关键词 二维三角晶格光子晶体 光子带隙 平面波展开法
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二维三角晶格空气孔光子晶体直线型波导的TE波传输特性研究 被引量：1
6
作者 许连强 闫珂柱 《激光杂志》 CSCD 北大核心 2007年第6期29-30,共2页
本文利用了时域有限差分法(FDTD)研究了TE波在二维三角晶格空气孔光子晶体线缺陷形成的直线型波导中的传输特性,给出了在TE极化下缺陷的结构参量变化与波导的频带宽度、波导中心频率的变化关系,为制作二维三角晶格空气孔线缺陷形成的波... 本文利用了时域有限差分法(FDTD)研究了TE波在二维三角晶格空气孔光子晶体线缺陷形成的直线型波导中的传输特性,给出了在TE极化下缺陷的结构参量变化与波导的频带宽度、波导中心频率的变化关系,为制作二维三角晶格空气孔线缺陷形成的波导提供了理论依据。 展开更多
关键词 二维光子晶休 光子晶体波导 时域有限差分法
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二维硅薄膜光子晶体波导的设计及制作 被引量：6
7
作者 崔乃迪 梁静秋 +3 位作者 梁中翥 周建伟 宁永强 王维彪 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2549-2556,共8页
为了制作可用于通信波段的二维硅光子晶体波导,研究了光子晶体波导的设计方法及制作工艺。应用平面波展开法计算了两种空气孔型光子晶体结构的TE波禁带,经筛选采用了三角晶格空气孔结构。同样利用平面波展开法计算了引入缺陷后二维三角... 为了制作可用于通信波段的二维硅光子晶体波导,研究了光子晶体波导的设计方法及制作工艺。应用平面波展开法计算了两种空气孔型光子晶体结构的TE波禁带,经筛选采用了三角晶格空气孔结构。同样利用平面波展开法计算了引入缺陷后二维三角晶格空气孔型光子晶体波导结构的TE波禁带,经对比发现归一化频率为0.295 7的缺陷态最适宜用来制备光子晶体波导,并据此设计了用于1.55μm波长的二维三角晶格空气孔型光子晶体波导,其晶格周期为458nm,空气孔直径为339 nm。对设计的结构参数进行了容差计算,结果表明误差在-3.95~5.65 nm方能满足设计要求。最后使用聚焦离子束刻蚀工艺,制作了所设计的波导结构,并进行了测试。测试结果表明,样品实际晶格周期为463nm,空气孔直径为344 nm,比设计值大5 nm,在容差允许范围内,满足设计要求。 展开更多
关键词 光子晶体 二维光子晶体波导 三角晶格空气孔 聚焦离子束刻蚀
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磺胺二甲嘧啶分子印迹二维光子晶体水凝胶传感器的研究 被引量：12
8
作者 陈小娟 刘根起 +2 位作者 任宸锐 高敏君 范晓东 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期212-218,共7页
以聚苯乙烯二维光子晶体为模板,磺胺二甲嘧啶为印迹分子,甲醇为溶剂,甲基丙烯酸为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,2,2-二乙氧基苯乙酮为引发剂,经紫外光引发低温聚合反应,用甲醇/乙酸(体积比9∶1)混合液洗脱除去印迹分子,制备... 以聚苯乙烯二维光子晶体为模板,磺胺二甲嘧啶为印迹分子,甲醇为溶剂,甲基丙烯酸为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,2,2-二乙氧基苯乙酮为引发剂,经紫外光引发低温聚合反应,用甲醇/乙酸(体积比9∶1)混合液洗脱除去印迹分子,制备得到能够特异性识别磺胺二甲嘧啶的分子印迹二维光子晶体水凝胶(MIPH).通过测试该水凝胶传感器在不同浓度的磺胺二甲嘧啶溶液中德拜环直径的变化,考察了其响应性能.实验结果表明,当磺胺二甲嘧啶的浓度从0增加到1×10^(-6)mol/L时,德拜环直径增加0.9 cm,相应的晶格间距减小46 nm.研究发现,当MIPH的交联度为10%,印迹分子与功能单体摩尔比为1∶75时,德拜环直径变化量最大.此外,该水凝胶传感器在浓度为10-6mol/L的磺胺二甲嘧啶类似物磺胺嘧啶(SDZ)、磺胺异噁唑(SIZ)及其它抗生素四环素(TE)、罗红霉素(RM)溶液中,德拜环直径变化量分别为0.4,0.3,0.25和0.2 cm,可见该传感器具有良好的特异性识别功能.将该传感器用于模拟水样及兽用药片中磺胺二甲嘧啶的测定,均具有良好的响应性. 展开更多
关键词 磺胺二甲嘧啶 分子印迹 二维光子晶体 水凝胶 传感器
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二维正方柱结构光子晶体禁带的研究 被引量：5
9
作者 王媛媛 宋健 +3 位作者 黄益强 李田赫 张振宇 何晓东 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期969-973,共5页
利用平面波展开法通过计算机模拟仿真对二维正方排列介质方柱和空气方柱结构以及三角排列介质方柱和空气方柱结构进行了禁带研究。研究发现:这四种二维光子晶体结构都存在完全禁带。介质方柱结构具有较大的TM禁带,而空气方柱结构具有较... 利用平面波展开法通过计算机模拟仿真对二维正方排列介质方柱和空气方柱结构以及三角排列介质方柱和空气方柱结构进行了禁带研究。研究发现:这四种二维光子晶体结构都存在完全禁带。介质方柱结构具有较大的TM禁带,而空气方柱结构具有较大的TE禁带。当介质方柱宽度增大时,禁带中心频率均向低频移动,而当空气方柱宽度增加时,禁带中心频率均向高频移动。当增大材料折射率时,禁带中心频率均向低频移动。对于空气方柱结构,应该选取高折射率材料,以提高完全禁带的带隙率。 展开更多
关键词 光子晶体 二维光子晶体 平面波展开法 禁带结构 完全禁带
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层状复合介质柱二维光子晶体透射谱研究 被引量：10
10
作者 汤炳书 殷恭维 +1 位作者 徐健良 沈廷根 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期127-130,共4页
针对用层状复合材料柱体构成二维光子晶体的这一设想,采用时域有限差分方法数值研究了多层复合介质材料在折射率、厚度、层数、组成次序等因素对组成二维光子晶体透射特性的影响。数值结果表明,透射谱中出现禁带宽度、中心频率所处位置... 针对用层状复合材料柱体构成二维光子晶体的这一设想,采用时域有限差分方法数值研究了多层复合介质材料在折射率、厚度、层数、组成次序等因素对组成二维光子晶体透射特性的影响。数值结果表明,透射谱中出现禁带宽度、中心频率所处位置都与单一介质组成二维光子晶体存在差别,特别是在多层环柱时变化更明显,因此在实际应用中,根据具体要求设计二维光子晶体比设计单一介质有更多的可调因素,为二维光子晶体的应用奠定了理论依据。 展开更多
关键词 光电子学 层状介质 二维光子晶体 时域有限差分法 透射谱
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结构和缺陷对二维光子晶体传输性质的影响 被引量：3
11
作者 周梅 陈效双 +2 位作者 季亚林 王少伟 陆卫 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期229-233,共5页
用转移矩阵方法计算了二维光子晶体的传输性质 ,讨论了不同极化光的透射行为 ,比较了正方点阵、有心正方点阵、含缺陷有心正方点阵光子能带对透射特性的影响 ,获得了第一禁带特性与光子晶体结构的一些基本关系 .
关键词 二维光子晶体 光子禁带 转移矩阵法 透射系数 晶体结构 晶体缺陷
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全息光刻和二次显影法制备柱形二维光子晶体(英文) 被引量：4
12
作者 曹远迎 张永刚 +3 位作者 李耀耀 顾溢 李爱珍 李好斯白音 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期45-49,共5页
采用全息光刻和二次显影的方法制备了柱形二维光子晶体.在此过程中,二维点状的周期结构首先在正性光刻胶上直接形成,然后经由Si3N4硬掩模转移到衬底材料上.利用二次显影的方法,曝光强度最强和曝光强度中等区域的光刻胶能够被同时充分显... 采用全息光刻和二次显影的方法制备了柱形二维光子晶体.在此过程中,二维点状的周期结构首先在正性光刻胶上直接形成,然后经由Si3N4硬掩模转移到衬底材料上.利用二次显影的方法,曝光强度最强和曝光强度中等区域的光刻胶能够被同时充分显影,而曝光强度最弱区域的光刻胶则可以完全被保留下来.通过调节入射角,可以方便地调节二维结构的周期.利用此方法,在相对较大的面积上制备了不同周期的二维结构,二维结构具有很好的均匀性和重复性.文章对有关的工艺参数进行了详细讨论. 展开更多
关键词 全息光刻 二维光子晶体 柱形 二次显影
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新型二维函数光子晶体的透射特性 被引量：5
13
作者 刘晓静 梁禺 +8 位作者 刘继平 孟祥东 张斯淇 马季 李宏 刘晗 张晓茹 吴义恒 吴向尧 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期985-989,共5页
用平面波展开法研究二维函数光子晶体的TE(transverse electric)波和TM(transverse magnetic)波带隙结构,并与二维传统光子晶体的带隙结构进行比较.通过给出不同介质柱介电常数的函数形式考察二维函数光子晶体带隙结构的变化.结果表明,... 用平面波展开法研究二维函数光子晶体的TE(transverse electric)波和TM(transverse magnetic)波带隙结构,并与二维传统光子晶体的带隙结构进行比较.通过给出不同介质柱介电常数的函数形式考察二维函数光子晶体带隙结构的变化.结果表明,二维函数光子晶体存在绝对带隙和半Dirac点. 展开更多
关键词 二维函数光子晶体 带隙结构 绝对带隙 半Dirac点
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基于二维磁性光子晶体的三端口Y形铁氧体柱环行器 被引量：4
14
作者 王勇 张登国 +1 位作者 欧阳征标 李景镇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期83-86,共4页
提出一种二维磁性光子晶体缺陷结构,实现了三端口Y形铁氧体柱环行器。采用平面波展开法和有限元方法计算环行器外部特性,计算结果表明:三角晶格二维光子晶体点缺陷微腔谐振频率与相应实验结果一致。在中心频率处,环行器传输效率最高,在... 提出一种二维磁性光子晶体缺陷结构,实现了三端口Y形铁氧体柱环行器。采用平面波展开法和有限元方法计算环行器外部特性,计算结果表明:三角晶格二维光子晶体点缺陷微腔谐振频率与相应实验结果一致。在中心频率处,环行器传输效率最高,在输出与输入端口之间几乎没有能量损失;隔离度与插入损耗分别达到23.2dB和0.003 7dB。当偏离中心频率时,传输效率逐渐降低,随频率偏移量增大,环行器传输特性急剧变差。由于所设计的环行器以空气为背景,可克服空气孔结构Y形环行器隔离度低的不足,解决多个铁氧体柱带来的损耗大的问题,因此具有一定意义. 展开更多
关键词 二维磁性光子晶体 铁氧体 环行器 隔离度 插入损耗
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用转移矩阵法数值研究二维正方介质柱光子晶体的传输特性 被引量：4
15
作者 汤炳书 殷恭维 +1 位作者 徐健良 沈廷根 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期861-865,共5页
利用转移矩阵方法对二维正方介质柱光子晶体的传输特性进行了研究,数值计算研究了不同晶格、同一晶格柱体截面面积不同、放置方位角不同时光子晶体的传输特性。数值结果表明光子禁带的宽度与中心频率和晶格结构有很大关系,正方晶格更易... 利用转移矩阵方法对二维正方介质柱光子晶体的传输特性进行了研究,数值计算研究了不同晶格、同一晶格柱体截面面积不同、放置方位角不同时光子晶体的传输特性。数值结果表明光子禁带的宽度与中心频率和晶格结构有很大关系,正方晶格更易形成平坦光子禁带,柱体截面面积大,则形成的禁带较宽,在其他因素相同的条件下柱体放置的方位角对光子禁带有重要影响。数值研究表明在正方介质柱下设计宽平坦光子禁带时,可以首先考虑正方晶格结构,其次设法使柱体截面尽量大一些,最后可通过柱体放置方位角来微调光子禁带的宽度与中心频率以达到设计要求。 展开更多
关键词 二维光子晶体 转移矩阵方法 传输特性 正方介质柱
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四通道二维光子晶体解波分复用系统 被引量：4
16
作者 沈宏君 刘杰 +1 位作者 李婷 李新兰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期692-699,共8页
利用光子晶体环形腔缺陷模与线缺陷波导之间的共振耦合原理,设计了一种由主波导、环形腔和60°弯波导组成的四通道二维三角晶格光子晶体解波分复用系统。通过平面波展开法计算线缺陷波导的能带结构;利用时域有限差分法(FTDT)计算了... 利用光子晶体环形腔缺陷模与线缺陷波导之间的共振耦合原理,设计了一种由主波导、环形腔和60°弯波导组成的四通道二维三角晶格光子晶体解波分复用系统。通过平面波展开法计算线缺陷波导的能带结构;利用时域有限差分法(FTDT)计算了不同频率的光波在该系统中的传输特性。最后,分析了影响输出效率和品质因子的因素并对该系统进行了改进。分析表明:改变环形腔内介质柱的半径可调节谐振频率,而在主波导末端增加反射介质柱以及改变耦合区域中介质柱的形状可提高各通道的谐振频率光波的透射率。计算结果显示:该系统较好地实现了4个波长的解波分复用,透射率均达90%以上。另外,该系统结构简单,便于加工制造,且体积小,有利于大规模集成。 展开更多
关键词 二维光子晶体 时域有限差分法 共振耦合 解波分复用器
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点缺陷二维光子晶体波导的出射光集束 被引量：3
17
作者 冯先成 何岩 +1 位作者 司擎华 韵湘 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期40-43,共4页
光子晶体器件在高密度集成光通信中有广泛的应用,为解决光子晶体波导出射光场的空间控制,采用时域有限差分法分析光子晶体波导结构的缺陷传播特性,提出基于点缺陷优化波导结构,通过在波导出射口两侧加上点缺陷,出射光方向性有显著提高,... 光子晶体器件在高密度集成光通信中有广泛的应用,为解决光子晶体波导出射光场的空间控制,采用时域有限差分法分析光子晶体波导结构的缺陷传播特性,提出基于点缺陷优化波导结构,通过在波导出射口两侧加上点缺陷,出射光方向性有显著提高,实现三点光源干涉系统的光集束。模拟结果表明缺陷态越靠近能带结构中央,共振腔的耦合效率越高;相反,缺陷态越靠近能带结构边缘位置,则共振腔耦合效率越低,因此,选取禁带区域四分之一处对应的点缺陷,可以有效实现波导出射的光集束。 展开更多
关键词 二维光子晶体波导 出射光集束 点缺陷 共振腔 有限时域差分法
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基于光弹效应的二维光子晶体能带结构特性研究 被引量：4
18
作者 汪梅婷 武校刚 童凯 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期457-460,共4页
根据介质的光弹效应,采用有限元法对二维光子晶体的能带特性进行分析。给二维光子晶体施加应力时,由于构成二维光子晶体介质的光弹效应,引起介质的折射率变化,使得光子晶体的能带结构发生变化。详细分析了外加应力变化对基于Si/SiO_2二... 根据介质的光弹效应,采用有限元法对二维光子晶体的能带特性进行分析。给二维光子晶体施加应力时,由于构成二维光子晶体介质的光弹效应,引起介质的折射率变化,使得光子晶体的能带结构发生变化。详细分析了外加应力变化对基于Si/SiO_2二维光子晶体能带结构特性的影响,结果表明,禁带的起始波长、截止波长及禁带宽度的变化量与外加应力呈线性关系。 展开更多
关键词 光电子学 能带特性 有限元法 二维光子晶体 光弹效应 应力
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二维新型函数光子晶体带隙结构研究 被引量：2
19
作者 刘晓静 张斯淇 +6 位作者 梁禺 刘继平 马季 李宏 孟祥东 吴义恒 陆景彬 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期191-196,共6页
用平面波展开法研究了二维函数光子晶体的带隙结构,其介质柱折射率为空间坐标函数。对TE和TM波带隙结构进行了数值分析,并与二维常规光子晶体(即介质柱折射率为常数)带隙结构进行了比较。研究了介质柱半径r_a、函数系数k和参数b对二维... 用平面波展开法研究了二维函数光子晶体的带隙结构,其介质柱折射率为空间坐标函数。对TE和TM波带隙结构进行了数值分析,并与二维常规光子晶体(即介质柱折射率为常数)带隙结构进行了比较。研究了介质柱半径r_a、函数系数k和参数b对二维函数光子晶体带隙结构的影响,结果表明通过改变r_a、k、b的取值,可实现对二维函数光子晶体带隙的调节;二维函数光子晶体存在绝对带隙及半Dirac点.这些结论为光子器件设计提供了新的理论依据. 展开更多
关键词 量子光学 二维函数光子晶体 带隙结构 绝对带隙 半Dirac点
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光通信波段二维光子晶体的研制 被引量：2
20
作者 许兴胜 韩守振 +1 位作者 程丙英 张道中 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期112-113,共2页
通过数值模拟方法设计微米和亚微米尺寸的光子晶体及其器件；在物理所微加工条件上在多种材料上制备二维可见光和近红外波段的光子晶体、微腔、波导及光子晶体波分复用器等；然后在我们已经建成的微区光学测试装置上完成对所制备光子晶... 通过数值模拟方法设计微米和亚微米尺寸的光子晶体及其器件；在物理所微加工条件上在多种材料上制备二维可见光和近红外波段的光子晶体、微腔、波导及光子晶体波分复用器等；然后在我们已经建成的微区光学测试装置上完成对所制备光子晶体及器件的特性测试；结合实验研究光子晶体器件理论，优化设计。 展开更多
关键词 光通信 二维光子晶体 直接透射共振耦合 多重散射
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