微腔
- 耦合回音壁模式微腔系统中高阶边带的产生与调控
4)0 引言光学微腔是通过循环谐振作用将光限制在小体积内并且能够长时间维持的光学器件[1]。光学微腔的尺寸小至微米、纳米量级,可以显著提升腔内的光功率,增强光与介质间的相互作用,因此,光学微腔在基础物理研究中被广泛应用。回音壁模式光学微腔是一种典型的光学微腔,这种光学微腔在制作时使用了吸收率较低的介电材料和更为精密的加工技术,使得微腔内部的腔壁光滑度较高且传播损耗较小。基于以上两点,回音壁模式光学微腔有更小的模式体积、超高的Q值(目前,实验室观测到的最高品
南阳理工学院学报 2023年4期2023-10-19
- 基于时域有限差分法的光子晶体波导微腔耦合研究
光子晶体中波导与微腔的耦合是十分必要的. 钱琛江等人通过调整几何参数控制微腔与波导之间的耦合，构建了二维平板光电子晶体的开关［7］. 吴立恒等人通过改变微谐振器中心缺陷柱半径大小，增加了谐振器与波导之间耦合工作特性［8］. 高永锋等人通过改变输出波导和耦合区结构，设计了高透射率的分束器［9］.笔者基于时域有限差分法分析光子晶体中线缺陷和点缺陷的性质，在改变耦合腔中点缺陷介质柱参数的条件下，通过光子晶体耦合的透过谱，基于二维光子晶体结构的多端滤波器，分析了微
韶关学院学报 2022年12期2023-01-30
- 硅基微腔光子学测温技术研究进展
热折变效应的硅基微腔光子学协议温度测量与计量研究，并在2023-2027年开展基于上述理论与器件的原级测温方法研究［2］。与此同时，2018年欧盟在欧洲计量合作组织（EURAMET）的欧洲计量创新与研究计划（EMPIR）中设置了Photonic and Optome⁃chanical Sensors for Nano-scaled and Quantum Ther⁃mometry（PhotOQuanT）项目，同期开展相关研究［3］。预期在未来5～10年内微
计测技术 2022年6期2023-01-28
- 基于回音壁模式光学微腔的低阈值激光器研究进展
积越来越小，光学微腔应运而生。光学微腔一般是指至少有一个维度的尺寸在光波长量级的微型光学谐振腔。光学微腔体积小、集成度高、能在空间和时间维度上约束光场，提高腔内光与物质相互作用强度。基于光学微腔的激光器在传感和微波光子学等领域具有广阔的应用前景[1-4]。目前广泛研究的微腔结构有：法布里-珀罗（F-P）腔、光子晶体（PCC）腔和回音壁模式（WGM）微腔。F-P腔通常由前后两个反射镜构成，被广泛应用于各种类型激光器中，但其存在体积较大、品质因子（Q）较低的问
发光学报 2022年12期2023-01-07
- 高阶色散下双耦合微腔中克尔光频梳的稳定性和非线性动力学分析*
09)在考虑光学微腔中高阶色散效应的情况下,以耦合非线性薛定谔方程为理论模型,研究了高阶色散作用下双耦合微腔内克尔光频梳的稳定性和非线性动力学,并讨论了各阶色散参数对腔内光场演化和光谱特性的影响.理论分析结果表明,三阶色散的加入使得参量空间的稳定域扩大,周期性变化的呼吸孤子态和混沌态转变为稳定的亮孤子态.此外,各高阶色散项及其组合对光频梳的光谱特性包括最大失谐、腔内脉冲峰值功率、色散波频谱位置等有显著影响.具体地,三阶色散和正四阶色散能够展宽光谱,增强色散
物理学报 2022年18期2022-09-30
- 平面漏斗形微腔集成的高性能长波红外探测器
强，其中等离激元微腔在所有等离子体结构中，有光耦合效率高，共振易调谐，角度不敏感以及与光电器件结构良好兼容性等明显优点。等离激元微腔结构是由光学天线层、介质间隔层、金属反射面构成，光学天线与金属反射面之间存在等离激元波导模式，并能够在侧向形成类Fabry-Perot 的共振，从而产生局域强场。等离激元微腔结构已经被用来提高GaAs/AlGaAs 量子阱红外探测器（quantum well infrared photodetector，QWIP）的 性能。通
有色金属材料与工程 2022年4期2022-09-05
- 光学微腔调节顶发射单色绿光OLED微显示器件色纯度研究
材料与器件〉光学微腔调节顶发射单色绿光OLED微显示器件色纯度研究秦国辉1，于晓辉1,2，钱福丽1，段 瑜1,2，杨启鸣1，芶国汝1（1.云南北方奥雷德光电科技股份有限公司，云南 昆明 650223；2.昆明物理研究所，云南 昆明 650223）有机电致发光器件的发光颜色与色纯度在很大程度上受限于有机材料本身特性，而通过光学微腔效应可以从器件结构的改变来进行色纯度的调节。本文介绍了一种通过调节有机结构中空穴传输层和电子阻挡层厚度，从而改变器件微腔腔长，获得
红外技术 2022年7期2022-07-26
- 微腔光频梳的应用研究进展
局限性问题。随着微腔制造工艺的进步，品质因子（Quality Factor，Q）较高的微盘、微环或微球等微腔结构被制作出来，为光频梳实现芯片化提供了可能。以微环谐振腔结构为例，该结构以硅片为衬底、氮化硅为波导层、二氧化硅为上下包层，利用全反射原理将光限制在波导层传播。微环结构包括一个环形波导以及一条或两条条形波导，波导截面尺寸一般为微米量级。激光进入波导并耦合进谐振腔中，在谐振腔结构中往返传输，并具有极小的模式体积，使器件具备较强的光局域能力和高增益，腔内
计测技术 2022年2期2022-05-25
- 开放式法布里-珀罗光学微腔中光与单量子系统的相互作用*
到大幅加强.根据微腔内光场与物质相互作用的强弱,CQED 又可以分为弱耦合领域和强耦合领域[1,2].Purcell 效应是弱耦合领域的典型代表[3],即与腔模产生共振的二能级系统(twolevel system,TLS)的自发辐射速率会得到提升.该效应在高效率单光子源[4,5]、极低阈值激光[6]、高速光调制器或高频光信号发生器[7,8]等领域有广泛的应用.在强耦合领域,主要现象为腔内光子与TLS 之间不断交换能量并形成一种被称为极化基元的量子态,在光谱
物理学报 2022年6期2022-03-30
- 间距可调的双模正方形微腔激光器（特邀）
控制。回音壁模式微腔激光器具有小模式体积、高品质因子、制备工艺简单等优点，在光子集成中具有很大的应用潜力。LONG Heng 等［17］研制了顶点直连输出波导的正方形微腔激光器，实现了间隔为0.56 nm 的双波长激射，相比于DBR 或者DFB 的双模激光器，正方形微腔激光器的结构更加简单，而且同一谐振腔中产生的双模波长间隔对环境波动不敏感。随后，LONG Heng 等［18］设计制作了具有方环形电流注入窗口的可调双模微腔激光器，双模波长间隔随注入电流增加
光子学报 2022年2期2022-03-24
- 硅基GaN微腔制作及其激射特性（特邀）
2］。基于半导体微腔的光电子器件如今已得到广泛应用，如半导体微腔激光器、微腔传感器、微腔光过滤器等。具有代表性的半导体光学微腔结构主要有三种，分别为法布里一珀罗（Fabry-Pérot，FP）型微腔、光子晶体（Photonic Ciystal，PC）型微腔和回音壁模式（Wispering-Gallery Mode，WGM）微腔［3］。其中，在WGM 半导体微腔中，光子沿半导体波导层侧壁循环传播，通过在波导层与周围空气界面处发生的全反射来形成对光场的限制，因
光子学报 2022年2期2022-03-24
- 基于氟化镁晶体微腔产生宽光谱范围克尔光频梳及色散调控研究
e，WGM）光学微腔在基础科学探索和应用研究上是一种性能优越的光学基础器件，在近二十年内获得了国内外大量研究人员的关注。由于WGM光学微腔能够长时间地将光子束缚在表面超光滑的圆周面内，因此具有长时间存储光能、提高局部能量密度的特性，一般可用品质因子（Q值）来表征WGM 微腔对光子束缚能力的大小。这些优点使WGM 光学谐振腔成为非线性光学研究和应用的理想平台［1-4］。目前已报道了各种谐振腔结构，如微球腔［5］、微盘腔［6］、微环腔［7］、微泡腔［8］、微瓶
光学精密工程 2022年4期2022-03-11
- 多芯光纤端面上对称耦合双环微腔气体传感特性研究＊
感结构中，回音壁微腔因其具有高品质因子、模式体积小、高传感灵敏度［10］、制备方便和易于集成等优点，在高灵敏度传感器［11-13］、高效滤波器［14］、非线性光学［15-16］和量子光机械效应［17］等方面有巨大的应用潜力，引起了众多研究人员的重视.但是，传统的回音壁模式微腔的激发方式和检测装置较为复杂，在实际应用中不是很灵活.将回音壁微腔直接集成到光纤中或光纤端面上，可以有效解决这一问题.本研究是3D双光子光刻技术在光纤端面上的应用拓展.在实验过程中，通
首都师范大学学报（自然科学版） 2022年1期2022-01-23
- 环形泵浦激发下微腔激子极化激元的涡旋叠加态演化分析*
101400)微腔激子极化激元由于具有较轻的有效质量，很容易实现玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate，BEC)，其在外界驱动下产生的陀螺效应具有广阔的应用前景.本文研究了微腔激子极化激元在环形光束泵浦下微腔半径以及泵浦参数对体系演化的影响.从单分量的Gross-Pitaevskii 方程出发，对环形微腔中的激子极化激元BEC 体系的演化过程进行研究.通过数值模拟研究了在环形微腔中保持体系稳定演化的最大涡旋叠加态花瓣数与微腔
物理学报 2021年24期2021-12-31
- 微腔型银修饰光纤SERS探针的制备及性能研究
酸(HF)腐蚀出微腔结构， 然后再通过纳米银溶胶基底与R6G混合找到增强效果最佳时的微腔腐蚀时间及长度； 再采用简易磁控溅射法对光纤微腔结构表面修饰一层纳米银膜； 最后利用R6G溶液作为探针分子对所制备的光纤SERS探针进行性能测试。1 实验部分1.1 试剂、 仪器及参数渐变折射率多模光纤(包层125 μm， 芯径62.5 μm)购于武汉长飞光纤光缆股份有限公司； HF(40%)， 硝酸银(99.8%)， 柠檬酸钠(99%)， 乙醇( 99.7%)， 罗丹
光谱学与光谱分析 2021年9期2021-09-14
- 基于SNAP结构微腔的位移传感特性研究
言回音壁模式光学微腔以其高质量因数和较小模式体积的优点,近年来在传感领域引起了广泛的研究[1,2],比如在生物传感[3],温度传感[4],以及压力和位移传感[5-7],当特定波长的光进入微腔时,光通过全内反射在狭窄的环内传播并在绕行一周后相互叠加增强,这样就形成了回音壁模式。WGM微腔与光波导组成耦合系统可以高效激发内部回音壁模式,由产生谐振的光波构成微腔的谐振谱。其谐振谱特征由光纤尺寸、微腔结构和耦合条件决定,改变耦合位置可以改变谐振谱中各谐振模式的耦合
探索科学(学术版) 2021年6期2021-07-19
- 光子气体量子相变对原子衰减率的影响
个二维非线性光学微腔，并考虑：光的量子相变会对原子衰减率产生什么影响？1 模型和哈密顿量图1 微腔模型：该微腔由两个高反射率的镜子组成Fig.1 Microcavity model：the microcavity consists of two mirrors with high reflectivity(1)这里有效光子质量意味着在这二维光学微腔中光子可看作是一般玻色子.此外，微腔中光子源不断发射和吸收光子，确保了总光子数守恒，也暗示系统化学势非零.我们
山西师范大学学报（自然科学版） 2021年2期2021-07-16
- 光学微腔在微波光子雷达系统中的应用
趋势。回音壁光学微腔是具有极低损耗的集成光学核心元件，其品质因子可高达1011，既能够在光域实现kHz量级滤波[2]，还可以在mW量级泵浦功率条件下生成宽带高重频克尔光频梳[3]。此外，克尔光频梳之间相位关系通过一定方式锁定可以进一步实现相干光学频率梳[4]，上述独特的光学特性使得回音壁光学微腔在集成微波光子雷达系统中具有广阔的应用前景。本文将从回音壁光学微腔的线性和非线性特性角度出发，分别介绍了回音壁光学微腔在微波光子雷达系统中滤波、本振信号产生、信道化
雷达科学与技术 2021年2期2021-06-03
- 色散反馈微腔激光器产生无时延特征宽带混沌
r, CSHR)微腔半导体激光器，该激光器在高偏置情况下具有宽带平坦的调制响应曲线．因此，本研究提出啁啾光纤光栅反馈弧边六角形微腔激光器，并利用该激光器的宽带平坦调制响应特性和啁啾光纤光栅色散反馈，产生无反馈时延特征的宽带混沌激光．1 理论模型图1 啁啾光纤光栅反馈CSHR微腔激光器示意图Fig.1 (Color online) Schematic diagram of the circular-side hexagonal resonator micro
深圳大学学报（理工版） 2021年3期2021-05-18
- 光学微腔中WSe2激子与光子耦合效应的研究
研究不断深入. 微腔中的增益介质与模式光场之间的耦合程度将导致处于激发态的原子或激子经历不同的弛豫过程. 当激子与光场弱耦合时, 光子的辐射过程是不可逆的, 并且激发态的跃迁由费米黄金定则确定. 当激子处于强耦合区域时, 光子将经历辐射再捕获的过程, 激发态将在介质和光场之间转换, 会有一定能量的拉比分裂, 形成一种新的半光半物质准粒子—激子极化激元(Exciton Polariton). 这种准粒子既具有激子又具有光子的性质, 并且可以在宏观距离内高速(
华东师范大学学报（自然科学版） 2021年1期2021-02-06
- 红色微腔有机发光二极管
明染料掺杂和加入微腔结构是实现高效红色发光的有效方法。关键词：有机发光二极管;红色;微腔一、前言有机发光二极管（OLED）又称有机电致发光器件，是近年来发展起来的一种令人瞩目的固体化平板显示技术。与其它显示技术相比，OLED显示具有低直流电压工作、功耗小、成本低、发光效率高、发光颜色可覆盖整个可见光谱区等优点，使其在平板显示领域成为非常有竞争力的技术之一。但是多数有机发光材料发射谱带都很宽，难以满足实际显示应用对色纯度的要求，促使人们探索获得窄化谱线的方法
启迪·中 2021年12期2021-01-21
- 1.55μm单光子源用Si/SiO2-InP微柱腔的鲁棒性研究
54)引 言光学微腔在光通信、非线性光学、光电子学和量子信息处理领域有广泛的应用前景[1-2]。在固态量子信息方面，含有半导体量子点(quantum dot,QD)的微腔已被证明是高效的[3-5]、甚至相干的单光子源(single photon source，SPS)[6-9]。迄今为止，人们设计了许多类型的微腔，如微盘[3]、光子晶体[4]和微柱[5]。在这些结构中，微柱腔有高光纤耦合效率[10]和可进行电抽运等优势[11]，非常适用于光纤量子通信系统。
激光技术 2020年5期2020-11-05
- 耦合光学微腔的频率调谐过程分析*
失谐会在耦合光学微腔激发出不同的工作模式. 以两个耦合光场的非线性薛定谔方程为理论模型, 分别研究了失谐参量正调谐和负调谐过程中微腔内光场的变化. 理论分析结果表明, 在正失谐区域中, 腔内光场可由多脉冲形式演变为亮孤子, 但亮孤子存在范围较小, 当失谐参量过大时, 腔内光场会演化为直流分布. 在负失谐区域, 腔内可以形成较高功率“图灵环”形式的光场. 当耦合微腔没有发生频率失谐, 或者失谐参量接近0 时, 腔内只能形成混沌形式的光场分布. 当耦合微腔内激
物理学报 2020年18期2020-10-13
- 不同微腔结构有机电致发光器件的电致发光光谱模拟
[1-4]。光学微腔是指尺寸至少有一维与光波长相同量级的光学微型谐振腔。它是一种可以改变器件发光特性的光学结构，原理是腔内激子激发后辐射的可见光受到腔体的调制，腔体环境对光子有限域作用，光学微腔可以将光子长时间局域在很小的空间内，极大地增强光和物质的相互作用[5-7]，可以用来调制和改善OLED的发光性能。由于不同介质分界面上产生的电磁波可以向腔外扩散很远，因此一个光学微腔的腔体是不能把所有的光子都局限在里面的[8]。多个微腔相互接近，这种电磁波就会相互作
发光学报 2020年8期2020-08-25
- 液体填充增敏型法布里-珀罗微腔光纤温度传感器
敏型法布里-珀罗微腔光纤温度传感器,通过采用二氧化硅毛细管(Glass capillary,GC)和两段单模光纤(SMF)来制作液体填充法珀微腔光纤温度传感器,同时使用高折射率温度系数液体代替空气作为传感腔体,所研究的传感器具有高的温度灵敏度,可进行较大范围的温度测量。2 结构与制作所提出液体填充法珀微腔温度传感器,其结构如图1所示。该传感器由一段中空二氧化硅毛细管和两段端面间隔为微米量级的单模光纤穿入其中而构成,其中,在毛细管内部、两单模光纤之间填充有具
激光与红外 2020年7期2020-08-07
- 开口狭缝调制的耦合微腔中表面等离激元诱导透明特性
0)耦合的波导-微腔结构在光滤波器、光调制器中有着广泛的应用.结构的光传输性质主要由模式的耦合强度来决定,而耦合强度通常通过控制结构间的几何间距来实现.由于电磁波在金属中急剧衰减,这为控制金属微腔中模式的耦合带来了巨大的挑战.本文利用金属微腔中法布里-珀罗模式的共振特性,在微腔中引入开口狭缝,通过调节狭缝的缝宽以及偏移位置,来控制模式的泄漏率以及耦合强度,实现了可调控的表面等离激元诱导透明效应.当狭缝的开口宽度或者偏移量增加时,结构透射谱的透射峰值和半高全
物理学报 2020年13期2020-07-14
- 二维光子晶体滤波器的研究
能差，利用点缺陷微腔的选频功能以及落在光子晶体禁带频率范围之内的光信号禁止传播这一特性，设计了一款滤波性能高，尺寸只有13.215um×11.1um的光子晶体多信道滤波器，该滤波器由一个主波导、四个微腔、四个下载波导以及在末端镶嵌大半径硅柱作为反射异质结构成，在微腔介质柱半径可调范围之内，可以实现特定波长的高效输出，在未来光电方面的发展具有潜在利用价值。关键词反射异质结;微腔;光子晶体滤波器;下载波导中图分类号： G633.6
科技视界 2020年4期2020-04-26
- 光学微腔中倍频光场演化和光谱特性*
19)在考虑光学微腔中二阶和三阶非线性效应的情况下,引入了可同时描述腔内基频和倍频光场的演化过程的Lugiato-Lefeve方程,分析了SiN微腔中二次谐波的产生,并讨论了各参数对腔内基频和倍频光场的影响.理论分析结果表明,失谐参量为0时,稳定后的基频光场为平顶脉冲的形式,而倍频光场呈正弦分布;失谐参量增加,将导致腔内基频和倍频光功率在演化过程中出现振荡,且最终稳定的光功率变弱,稳定后的光场分布为周期性变化;失谐参量的值过大,会使得微腔光场处于混沌状态.
物理学报 2020年2期2020-02-18
- 微腔有机电致发光器件
化平板显示技术，微腔结构可以改变OLED的发光特性，提高器件的色纯度和发光效率，在开发新型结构器件方面意义重大。关键词：有机电致发光器件;光学微腔有机发光显示器件具有功耗小、视角宽、响应时间快、色彩饱和度高、主动发光、厚度薄、高效率的优点，是近年来发展非常迅速的新型平板显示器件。OLED一经出现，就得到了学术界和工业界大量的关注，并投入了大量的人力和资金展开了许多研究工作，取得许多鼓舞人心的成果。1：有机电致发光器件有机电致发光器件的基本结构主要由一层透光
科学导报·学术 2020年2期2020-02-14
- 光泵浦低阈值聚合物激光器
泛应用。平面光学微腔由于具备强的Purcell效应、制备工艺相对简单等优势，成为最早被采用的有机激光谐振腔形式之一。1996年，Tessler等首次报道了基于聚合物材料的微腔激光器，从而拉开了有机半导体激光研究的序幕[4]。随着研究的深入，微腔有机激光性能得以不断提高，波导和分布反馈等结构的激光器也取得了重要进展。例如，2005年，Leo等利用双分布布拉格反射镜(DBR)构筑光学微腔，获得了极高Q值(～4 500)的微腔有机激光[5]。2014年，Gath
发光学报 2019年11期2019-11-19
- 基于无干扰测量的量子路由研究
涉仪和量子点光学微腔体系。使用Mach-Zehnder干涉仪实现无交互测量；随着半导体纳米电子技术的发展，量子点微腔体系被认为是实现固态量子信息处理非常有前景的物理体系。本文采用双边微腔系统，其中嵌入一个带电的自组织InAs/GaAs量子点。2 无交互测量采用Mach-Zehnder干涉仪实现无交互测量。根据无交互测量的理论，两条路径的相位差将会影响最终的输出端口信息。如图1所示。S为信号光源；BS1、BS2为50：50分束器；MR为反射镜；D1、D2为探
电子技术与软件工程 2019年19期2019-11-15
- 紫外及深紫外光子晶体微腔特性研究
-3]，光子晶体微腔尤其引起了研究人员的兴趣. 相比于传统的光学谐振腔，光子晶体微腔具有更高的品质因数(Q值)和更小的模式体积，同时若在光子晶体微腔中制造各类“缺陷”，可以精确地调控光子的运动和传播，并可应用于环形谐振腔通道、超快光子晶体微腔激光器和传感器以及滤波器等多种器件[4-7].1999年，美国加州理工学院O.Painter等首次观测到波长为1.55 μm的光子晶体激光[8]. 2005年，日本京都大学B.S.Song等基于Si材料实现了Q值高达1
物理实验 2019年6期2019-07-01
- 基于玻璃-硅复合基板的微系统圆片级三维封装
）DRIE刻蚀出微腔，在腔内形成电极、硅圆柱（用于垂直电引出）、U型槽阵列的硅柱模具等微结构。3）将玻璃片与刻蚀后的硅圆片键合以密封微腔。键合过程采用阳极键合工艺，其具有键合强度高、气密性好、对键合片表面粗糙度要求低等特点。4）将键合片放入加热炉中，保持炉内温度高于玻璃软化点。在此过程中，软化的玻璃在腔内外气压差的作用下回流进微腔内包裹起电极、硅柱等微结构，然后将填充好的回流片进行退火处理。5）通过减薄研磨去掉回流片上表面的玻璃层和下表面的硅层，并进行化学
导航与控制 2019年2期2019-06-12
- 微腔效应下有机LED器件光谱调节机制
lq3的顶发射型微腔器件，通过优化两端电极结构，得到顶发射器件的电致发光谱的半峰宽降低到40nm，与基于Alq3的传统底发射器件相比窄化了68nm。为了进一步提高器件效率，论文针对于绿光有机LED器件，还提出了相应的有效腔长和发光层距离低端电极的距离。关键词：顶发射；有机电致发光；微腔DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.1160 前言由于微腔效应，因顶发射有机电致发光器件中电致发光的发光材料所发射光谱受到调制。为此，
山东工业技术 2018年22期2018-12-08
- 一种新型光学微腔的理论分析∗
新型锥顶柱状光学微腔的本征模式,得到了谐振腔的谐振波长表达式.在谐振波长1550 nm附近进行了设计与仿真优化,优化结果显示新型谐振腔与传统平行腔相比,在腔长为4512.5 nm,直径为3134.4 nm时,其品质因数可以提高22.4%,达到了49928.5,同时谐振腔的有效模式体积减小了47.8%.1 引 言随着激光技术的不断发展,高品质因数(Q)光学微腔受到了广泛关注,其应用不仅适用于传统光学领域,在量子信息和集成光电子芯片方面更是有着广阔的应用前景[
物理学报 2018年14期2018-10-29
- Woodpile结构三维光子晶体中的四端口通道下载滤波器
体中引入点缺陷、微腔、线缺陷或波导构成的［3-6］，比如光子晶体光纤、光开关、传感器、滤波器［7-11］等。目前实验上已经证实，在二维结构中微腔可以俘获和发射光子［12］。利用这一特点，二维光子晶体滤波器的研究得到快速发展［13-14］。Qiu等［15］报道了由三角气孔格构成的二维光子晶体中的通道下载滤波器。Takano等［16］提出了一种在平板上设计的二维光子晶体下载滤波器，由输入/输出波导和一个点缺陷腔构成。但是，二维结构最突出的缺陷是非平面损耗，为了
发光学报 2018年7期2018-07-11
- 高Q值的全偏振环形光子晶体L3微腔结构设计
高Q值的光子晶体微腔对量子点等光源的发光效率有大幅提高[6]。文中设计了环形光子晶体L3微腔，通过对腔周围的结构调整[7]，能同时有效利用TE和TM两种偏振光，且L3微腔的TE和TM 偏振光Q值分别达到31 000和10 500。该研究结果在理论上拓宽了光子晶体的应用及提高了光源的利用效率。1 光子晶体结构及L3微腔本文设计的环形光子晶体是在GaN薄膜上通过环形刻蚀实现的[8]，其结构如图一所示。d为GaN平板厚度，a为晶格常数，其中Γ、M和K三角型结构的
电子科技 2018年6期2018-06-13
- 含各向异性左手材料一维光子晶体微腔的Wannier-Stark态
一维光子晶体耦合微腔结构中的Wannier-Stark态，至今未见报道。本文提出了含各向异性左手材料一维光子晶体耦合微腔结构，计算结果表明Wannier-Stark态存在于该结构的两类微带中。2 理论模型众所周知，在普通的光子晶体中，如果含有一个缺陷，在它的带隙中会出现一个透射峰，如果光子晶体中包含一系列相等的微腔，它的禁带中会出现一系列透射峰，形成微带[6,8]。在由正常材料和各向异性左手材料组成的一维光子晶体中周期性地插入一系列微腔，由于存在两个带隙[
发光学报 2018年4期2018-04-19
- 基于飞秒激光直写的单向单模耦合微腔∗
)1 引 言光学微腔具有小体积和高Q值等优点[1−22],一直以来都是光与物质相互作用的重点研究对象,具体涉及腔光力学[23,24]、腔量子电动力学[25,26]和量子信息[27,28]等学科.而在应用方面,光学微腔也是构成微调制器[29,30]、微滤波器[31]和微传感器[32,33]等众多集成光子器件的基本元件.近年来,回音壁模式微腔因其低损耗、高Q值和对介电环境的高敏感度而受到广泛关注[34−38].回音壁模式可经由具有旋转对称性的介电微腔产生,光在
物理学报 2018年6期2018-03-26
- 利用表象变换求解非厄米量子系统的能量本征值
值由两个耦合声学微腔A和B构成的二能级系统，哈密顿算符H可以写为：其中t是耦合系数，γ0是每个声学微腔的内部损耗，γ=γ0+Δγ，Δγ是两个微腔相互影响导致的损耗。将H写成把H变换到H0表象从（3）式可以看出，当 Δγ=0，t=0 时，H＇11=H＇22，此时存在奇异点。为了求出系统存在奇异点的完整条件，将H＇再次对角化为：由（6）可知，系统的本征值为：因此，系统奇异点存在的条件为：1.2 利用表象变换求解4×4非厄米系统的本征值由两对耦合声学微腔构成的四
长治学院学报 2018年5期2018-03-22
- 等效零折射率材料微腔中均匀化腔场作用下的简正模劈裂现象∗
其中,原子在光学微腔中的行为一直是一个很有趣的问题.常见的光学微腔有三种,一种是基于回音壁模式制成的光学微腔;一种是基于法布里-珀罗原理制成的光学微腔;还有一种是基于光子禁带实现的光子晶体微腔.光子晶体微腔由于具有超高品质因子和超小体积的优良特性,在研究相干的电子-光子相互作用、非线性光学、慢光以及腔量子电动力学等方面有广泛的用途[23,24].研究发现原子在光学微腔中的行为取决于原子的能级跃迁与腔模(即腔中光子)之间的耦合强度(g).耦合强度(g)与微腔
物理学报 2018年2期2018-03-18
- 基于FPGA的光学微腔生物传感器控制系统*
)0 引 言光学微腔生物传感技术综合了生物传感技术[1]、光学微腔技术和激光技术[2]的一门新技术。但在早期受光学微腔制造工艺的限制，影响了对光学微腔的研究。直到1989年俄国的Braginsk V B等人，通过烧熔玻璃光纤成功制备出稳定的固态玻璃微球腔，才引得大量的实验研究小组投入到光学微腔的研究领域中[3]。多年来，对光学微腔的研究已经取得了很大的进展[4]。2002年，Arnold S小组利用微球型光学微腔对蛋白分子进行了检测[5]。2017年,北京
传感器与微系统 2018年2期2018-01-26
- 表面等离子体-微腔激元对顶入射有机薄膜太阳能电池光吸收效率的增强
)表面等离子体-微腔激元对顶入射有机薄膜太阳能电池光吸收效率的增强金 玉1， 王 康1， 邹道华1， 吴志军1， 相春平2* (1. 华侨大学信息科学与工程学院 福建省光传输与变换重点实验室， 福建 厦门 361021；2. 集美大学 信息工程学院， 福建 厦门 361021)为了提高顶入射有机薄膜太阳能电池(TOSCs)的光吸收效率，我们将周期性矩形光栅结构引入到TOSCs中，分析了具有光栅结构的空气/Ag1/有源层/Ag2/空气(IMIMI)结构理想模
发光学报 2017年11期2017-11-21
- 微流控低通二阶滤波器的特性研究
矩形微流道与两个微腔组成，通过改变微流道的深宽比和微腔的半径，分析了该滤波器的带宽特性。结果表明，随着微通道的深宽比减小，滤波器的截止频率按指数衰减；截止频率随着微腔半径的增加也呈指数下降。验证了微流控等效理论分析结果与流路仿真结果一致。微流控技术；滤波器；等效电路理论；深宽比；截止频率；微腔目前，微流控系统已经有很多成熟的应用[1-3]，但是在设计和研究时流路的输入输出通常限于相对稳定的层流[4]。近年来，通过使用交流的输入获得规则交流输出已经成为研究热
电子元件与材料 2017年8期2017-08-07
- 基于级联非线性微腔的全光二极管研究*
)基于级联非线性微腔的全光二极管研究*李潮1,2王敏1刘道柳1胡永禄1吴俊芳1,2(1.华南理工大学 物理与光电学院， 广东 广州 510640； 2.威斯康星大学麦迪逊分校， 美国 威斯康星 麦迪逊 53705)全光二极管是未来光通信和光计算中的关键器件之一.文中通过仿真实验,利用时域有限差分法研究了一种新型非线性光子晶体全光二极管的非互易光传输特性,提出通过利用两个超短脉冲泵浦对光子晶体直接耦合微腔与侧边耦合微腔分别进行泵浦,以对两个微腔的非线性光学双
华南理工大学学报（自然科学版） 2017年6期2017-08-01
- 基于多孔硅微腔微阵列的制备及检测∗
多层光栅结构或者微腔结构，基于折射率变化[5−7]和荧光变化的两类传感器[8,9]．基于折射率变化的生物传感器具有免标记的优点．其中，多孔硅微腔结构的传感器，是一种具有一维缺陷态的多孔硅光子晶体器件，其反射谱具有缺陷峰高透过率、线宽较窄的优良光学特性[10]．结合多孔硅光子晶体技术，基于折射率变化检测的生物传感器可以获得极高的检测灵敏度[11,12]．在生物芯片研究领域，具有布拉格结构的多孔硅传感器阵列已应用于生物传感[13]．这类阵列因需要通过光谱仪逐一
新疆大学学报(自然科学版)（中英文） 2016年3期2016-11-28
- 光子晶体耦合腔波导中的慢光特性研究
慢光特性与点缺陷微腔的几何尺寸有关.通过调制点缺陷的半径可以改变慢光导模的中心频率.另外发现，点缺陷微腔间距也是影响耦合腔波导慢光特性的重要参数.增大距离n，零色散点导模的群速度明显下降，可以获得群速度为0.005c的慢光模式，而导模的中心频率变化不大.该分析结果为设计不同要求的慢光波导结构提供重要参考.光学器件；耦合腔波导；光子晶体；平面波展开法；慢光0 引言众所周知，慢光效应可以实现比较大的时间延迟、光缓存、全光存储以及增强非线性效应等作用[1-4]，
汕头大学学报（自然科学版） 2016年1期2016-10-27
- 氮化镓回音壁微腔激光模式方程推导
学院氮化镓回音壁微腔激光模式方程推导朱刚毅1，王译畦2 1南京邮电大学通信与信息工程学院；2南京邮电大学教育与科学技术学院本文从菲涅尔公式推导出圆形，正六边形，正十二边形的微腔的激光模式数方程，并且在此基础上修正了更为普适的被不同介质包围的正六边形激光模式数方程。本研究对于氮化镓回音壁激光的光谱特性研究具有重要的指导意义。氮化镓；回音壁激光；全反射；菲涅尔公式；激光模式数方程GaN基宽禁带半导体激光器，在高密度光存储、激光显示、激光扫描和塑料光纤通信等领域
科学中国人 2016年23期2016-09-03
- 基于Alq:DCJTI薄膜的光泵浦650 nm微腔激光
合物薄膜放入光学微腔中观察到了光泵浦激光，这是首次在能导电的有机半导体薄膜中观测到激光现象，因此引起了人们极大的兴趣，掀起了有机半导体激光的研究热潮［6］。1997年，普林斯顿大学的Forrest小组在主客体掺杂的有机小分子薄膜中观察到了光泵浦激光现象［7］。这类薄膜利用主客体间的能量传递，有效地避免了材料的荧光浓度猝灭效应，减小了自吸收损耗，因此可以使激光的阈值大幅降低［3，8］。这类薄膜一般采用多源真空热蒸发技术制备，具有很高的光学质量。有机半导体材料
发光学报 2015年9期2015-12-04
- 顶发射型有机发光二极管微腔效应的研究
色显示。采用光学微腔结构可以增加谐振波长的发光强度、窄化发光光谱、提高器件的发光效率等，受到人们的广泛关注。1996年，Shizuo小组通过玻璃（Glass）/分布式布拉格反射介质镜（Distributedbraggreflector，DBR）/氧化铟锡（Indiumtinoxide，ITO）/8-羟基喹啉铝（8-hydroxyquinoline，Alq3）/镁银合金（MgAg）结构研究了有机微腔器件的单膜发射和发光方向性，其中半透明的出光镜为高反射率的D
科技与企业 2015年24期2015-10-21
- 微腔有机电致发光器件角度依赖性的模拟与实验验证
光波长量级的光学微腔对腔内材料的自发发光特性有很强的修饰作用，因此，如何利用微腔来增强器件的电致发光性能成为当前OLED领域的一个研究热点［9-11］。在OLED中引入平面光学微腔已经取得了一些研究成果，如发射强度增大、光谱窄化、发光效率和色纯度提高等，但是微腔器件有角度依赖性，即随观测角不同，MOLED的电致发光强度、波长等有变化。这使得MOLED在显示上存在视角问题，而设法避免或减小该缺点，对于实现有机微腔器件的实用化是非常必要的。现在，在微腔的角度依
发光学报 2015年4期2015-08-13
- Optical Absorption of an Quantum Wells in Terahertz Plasmonic Microcavity*
陈炳权)等离激元微腔中的量子阱太赫兹光吸收米贤武1,2，孟凡斌2，吴宏伟2(1.怀化学院物理与信息工程学院，湖南 怀化 418000；2.吉首大学物理科学与机械工程，湖南 吉首 416000)利用Zubarev’s格林函数方法研究了强太赫兹电场作用下微腔中的双量子阱激子光吸收特性.将腔场和太赫兹场处理为光子，根据哈密顿量得到运动方程.研究考虑了失谐、太赫兹场耦合常数以及电子数的衰减率.研究发现，在强太赫兹场作用时，光谱呈现丰富的非线性效应，如出现复制峰和A
吉首大学学报（自然科学版） 2014年1期2014-09-05
- 回音壁模式圆盘形微谐振腔的设计及特性研究*
零，这就使WGM微腔具有极高的品质因数和极小的模式体积，导致了各种非线性相互作用的谐振增强[1-3]，使其在集成光学、医药、探测等领域均有着重要的研究价值和应用前景。WGM微谐振腔已被广泛应用于光通信系统的密集波分复用器DWDM中，通过把一个或多个微腔放置于传输波导之间，某些特定频率的光可以耦合进入微腔中，从而可以实现上下话路的信道滤波器或光开关的功能[4]；而WGM的谐振频率由腔的性质(几何形状或光学特性)以及环境直接决定，所以任何附着在微腔表面的微粒都
中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2014年3期2014-03-23
- 表面微结构辐射器几何结构对发射性能的影响
［7］。国内对于微腔发射性能的研究主要集中在光谱分析和算法的讨论上［8-10］，对于光线在微腔中的作用过程以及几何尺寸的影响则研究较少。本文以表面微结构单个微腔作为研究对象，着重探讨了钨材料微腔几何尺寸对辐射器产生的红外辐射波段的调控作用以及发射率的影响。最后，根据GaSb 光伏元件的量子效率曲线，初步设计了一种在GaSb 高量子效率波段具有较高发射率的表面微结构辐射器几何结构。2 表面微结构辐射器表面微结构辐射器是在平板表面设置若干具有周期性排列的网格或
发光学报 2013年10期2013-10-21
- 太赫兹波段介质微腔光学特性研究*
了很大进展.采用微腔结构来改善THz源辐射特性的研究也在不断深化[1-3].光学微腔是具有高品质因数且尺寸在光波长量级的光学微型谐振腔,其最简单的结构是具有法布里—珀罗腔结构的一维平面光学微腔,即Fabry-Preot腔.微腔结构可以使腔内物质的光学态密度发生变化,出现自发辐射谱线窄化和强度增强的微腔效应[4-5].这一特性对于研究新型高效的THz辐射源具有重要的意义.Hideto等[6]制作了分布式布拉格反射镜(distributed Bragg ref
物理学报 2013年8期2013-09-27
- 微盘腔垂直耦合器特性的拓展分析*
壁模式微谐振腔(微腔)将能量长时间地约束在腔内，形成高品质因子(Q)、小模式体积的准束缚态[1].高Q模式的频率响应线宽非常窄，这使微腔作为窄带滤波[2]、高灵敏度传感[3]的核心元件时具有明显优势;再加上模式体积小的优点，微腔在集成光路、片上实验室芯片中可用作低功耗的激光光源[4]和非线性元件[5]等.微腔作为光路的一部分需要同外界交换能量/信息(耦合).目前在实验中应用最广泛的耦合方式是将外部耦合器件，如波导[6]、光纤锥[7,8]和棱镜，从侧面切向靠
物理学报 2013年6期2013-02-25
- 演绎“微腔激光器领域”自主创新
——记中科院半导体所光电子研发中心主任黄永箴研究员
者 李春丽演绎“微腔激光器领域”自主创新 ——记中科院半导体所光电子研发中心主任黄永箴研究员本刊记者 李春丽微腔激光器科技是当今世界光学科技前沿中最为活跃的研究领域之一。研究低功耗小体积的微腔激光器及微光探测器，并将其应用在光互连中对于信息技术发展有着重要意义，同时也符合绿色信息网络发展的需要。今天，一个在微腔激光器领域脚踏实地探索的自主创新人物，彰现出一种敢为人先、勇于挑战自我的精神。这就是中科院半导体所光电子研发中心主任黄永箴研究员。和黄永箴研究员名字
科学中国人 2011年5期2011-10-30