含双缺陷光子晶体的缺陷模特性及应用
ｔ ｅ ｉ ｄ ｘ ｏ ｅｅ ｔ ａ ｅ ｓ Ｔ ｅ ｇｅ ｔ ｒ ｈ ｅｒ ｃｉｅ ｉｄ ｘｉ ， ｅｌ ｎ ｅ ｈ ａ ｅｅ ｇ ｈ ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｉ ｇｔ ｈ ｅｅ ｔ ｉ ｎ ｅ ｆ ｗｏｄ ｆ ｃ ｙ ｒ ． ｈ ｒ ａ ｅ ｅｒ ｆａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｏ ｇ ｒ ｅ ｗ ｖ ｌｎ ｏｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ｏｔ ｅ ｄ ｆｃ ｖ ｔ ｌ ｔ ｖ ｎ ｈ ｔ ｔ
含 双 缺 陷光 子 晶体 的缺 陷模 特性 及 应 用
李 文胜 付 艳 华 张 琴 是度 芳 ， ， ，
（． １ 湖北汽车工业学院理学系 ， 湖北 十堰 ４ ２０ ；． ４ ０ ２２ 华中科 技大学 物理系 ， 湖北 武汉 ４ ０ ７ ３０ ４）
摘 要 ： 用传 输 矩阵 法 ， 算 了含 双缺 陷的 一维准 周 期 光 子 晶体 的透 射谱 ， 分 析 了缺 陷模 利 计 并
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈｅ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｓ ｅ ｔｕ ｏ ａ ｉｐｅ ｏ ｃ １・ ｐｈ ｔｎｉ ｒ ｓａ ｏ ｔｉ ｉ ｇ ｔ ｆｃｓ ｗａ ａ ｃ ｌｔｄ ｂｙ ｓｒ ｃ ： ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｐ ｃｒ ｍ ｆｑｕ ｓ・ ｒ ｄｉ － － ｉ Ｄ ｏｏ ｃ ｃ ｙ ｔｌ ｃ ｎａ ｎ ｎ ｗｏ ｄｅｅ ｔ ｓｃ ｕａｅ ｌ
第４ Ｏ卷 第 ４期
２１ ０ ０年 ４月
激 光 与 红 外
ＬＡＳ ＥＲ ＆ Ｉ ＮＦＲＡＲＥＤ
Ｖ０ ． Ｏ． ． １４ Ｎｏ ４
Ａｐｒｌ ２ ０ ｉ ， ０１
文章编号： ０－ ７ （０００ － ３－ １ １ ０８２ １）４ ４ １ ３ ０ ５ ０ ０
・光学材 料器 件 与薄膜 ・
的特征。结果表 明： 当两缺陷层的折射率为 １时， 该光子晶体 的透射谱有一包含可见光所有波
长 的带 隙。 而 当两缺 陷层 的折射 率 为 １ １时 ， 带 隙 中产 生 了一缺 陷模 ， 此缺 陷模 的位置 和 ． 原 且
透 射峰值 都 随两缺 陷层 折 射率不 同而变化 。折 射率越 大 ， 陷模位 置对 应 的波长 越长 ， 陷模 缺 缺
ｃ ｙ ｔ ｌｃ ｎ ａ ｎ ｎ ｗｏ ｄｅ ｅ ｔ ｒ ｓａ ｏ ｔ ｉ ｉ ｇ ｔ ｆ ｃ ｓ
Ｌ ｎｓｅｇ ，Ｕ Ｙ ｎｈ ａ ， Ｈ Ｎ ｉ Ｓ ＩＤ — ｎ Ｉ Ｗｅ ．ｈｎ Ｆ ａ—ｕ Ｚ Ａ Ｇ Ｑ ｎ ，Ｈ ｕｆ ｇ＇ ａ
（ ． ｅ ａ ｍ ｎ ｏ ａｉ Ｓ ｉ ｃ ｕ ｅ Ａ ｔｍ ｔｅＩｄ ｓ ｅ ｓｔ ｅＳ ｉａ ４ ０２，ｈｎ ； １ Ｄ ｐｒ ｅｔ ｆ ｓ ｃ ｎ ｅＨ ｂｉ ｕｏ ｏｖ ｕｔ ｓ ｎｔｕ ，ｈｙｎ４ ２ ０ Ｃ ｉ ｔ Ｂ ｃ ｅ ｉ ｎ ｒ Ｉ ｉｔ ｉ ａ ２ Ｄ ｐ ｒ ｅｔ ｆ ｈｓ ｓ ｆ ｕｚｏｇＵ ｖｒｉ ｆ ｃ ｎｅａｄＴｃ ｎｌ ｙ Ｗｕ ａ ３０ ４ Ｃ ｉａ ． ｅａｔ ｎ ｙｉ ａｈｎ ｎｅｓｙｏ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｈｎ４ ０ ７ ， ｈｎ ） ｍ ｏＰ ｃｏＨ ｔ Ｓｅ ｏ
ｍｏ ｅ ｌ ａ ｉｎ ｉ ， ｎ ｈ ｅ ｋ ｏ ｅ ｄ ｆｃ ｄ ｓｉ ｓ ｒ ａｅ ． ｈ ｓ ｆｔ ｉ ｆ ａｕ ｅ ｏ ｅ ｄ ｆ ｃ ｄ ｓ ｙ ｕ ｃ ｎ ｄ ｏ ｔ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ａ ｆ ｈ ｅ ｅ ｔｒ ｆ ｈ ｅ ｅ ｔ ｃ ｏ ｔ ｌ ｈ ｔ ｍｏ ｅ ， ｏ ａ
ｔａ ｓｅ ｔ ｘ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｈ ｓｓｗ ｓ ｐ ｔｏ ｅ ａ ａｙ ｉ ｏ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓｏ ｅ ｄ ｆｃ ｄ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｒ ｎ ｆ ｒｍａｒ ｔ ｏ ， ｎ ｈ ｍｐ ａ ｉ ａ ｕ ｎ ｔ ｎ ｓｓ ｆｔ ｈ ｒｃ ｅｉ ｉ ｆｔ ｅｅ ｔｍｏ ｅ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｉ ｈ ｌ ｈ ｓｃ ｈ ｓ ｉｄ ｃ ｔ ｔ ａ ： ｈ ｎ ｔ ｅ ｒｆａ ｔ ｅ ｉ ｄ ｘ ｏ ｅ ｔ ｅｅ ｔ ｌｙ ｒｉ １ ｔ ｅ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｓ ｅ ｔ ｍ ｆ ｈ ｈ ｔｎ ｃ ｃ ｓａ ｎ ｉａｅ ｈ ｔ Ｗ ｅ ｈ ｅ ｒ ｃｉ ｅ ｆ ｈ ｖ ｎ ｔ ｗｏ ｄ ｆｃｓ ａ ｅ ，ｈ ｎ ｍｉ ｏ ｐ ｃ ｒ ｏ ｅ ｐ ｏｏ ｉ ｒ ｔ ｓ ｒ ｓ ｕ ｔ ｙ ｌ ｈ ｓａ ｂ ｎ — ａ ｏ ｔｉ ｉ ｇ ａｌｗ ｖ ｌｎ ｔ ｆｔｅ ｖｓｂ ｅ ｌ ｈ ， ｕ ｈ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｃｉ ｅ ｉ ｄ ｘ ｏ ｅ ｔ ｏ ｄ ｆｃ ｓｌｙ ｒ ｉ ａ ａ ｄ ｇ ｐ ｃ ｎ ａ ｎｎ ｌ ａ ｅｅ ｇ ｈ ｏ ｉｉ ｌ ｉ ｔ ｂ ｔｗ ｅ ｈ ｅｒ ｔ ｎ ｅ ｆｔ ｗ ｅｅ ｔ ａ ｅ ｓ ｈ ｇ ａ ｖ ｈ １ １ ａ ｄ ｆ ｃ ｄ ｐ ｅ ｒ ｎ ｔ ｅ ｏ ｇｎ ｌ ａ ｄ ｇ ｐ ｔｅ ｌｃ ｔ ｎ ａ ｄ ｔｅ ｐ ａ ｆｔ ｅｄ ｆ ｃ ｄ ａ ｔ ｅ ｒｆａ — ． ， ｅｅ ｔ ｍｏ ｅ ａ ｐ ａｓ ｉ ｈ ｒ ｉ ａ ｂ ｎ — ａ ，ｈ ｏ ａ ｉ ｎ ｈ ｅ ｋ ｏ ｅｅ ｔｍｏ ｅ ｖ ｒ ｗｉ ｔ ｅ ｒｃ ｉ ｏ ｈ ｙ ｈｈ
的峰值 也越 大。利 用缺 陷模 的这 一特 性 ， 以设 计 一种微 型 的烟 雾传感 器 。 可
关键 词 ： 光子 晶体 ； 传感器 ； 输 矩阵 ； 射谱 ； 陷模 传 透 缺 中图分 类 号 ： ７ ４ ０ ３ 文 献标 识码 ： Ａ
Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｎ ｐ ｌｃ ｔｏ ｆｄ ｆ ｃ ｏ ｅ ｏ ｈｏ ｏ ｉ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｓ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｅ ｔｍ ｄ ｆｐ ｔ ｎ ｃ
双空芯光子晶体光纤表面模控制方法
双空芯光子晶体光纤表面模控制方法马玲芳;刘敏;董传培;张敏;贺冯良【摘要】表面模与纤芯基模耦合是使双空芯光子晶体光纤产生无耦合点的根本原因.为进一步探究双空芯光子晶体光纤中表面模的产生及控制机理,采用平面波展开和全矢量有限元法,分析了纤芯周围石英环相对厚度和纤芯的截切半径对表面模和无耦合点的影响.结果表明,纤芯截切半径固定时,随着石英环相对厚度的增大,无耦合点向长波长方向移动；石英环相对厚度固定为1时,纤芯最佳截切半径为0.9Λ～1.0Λ,可以较好地抑制表面模.这为新型双空芯光子晶体光纤的结构设计和现实应用提供了理论依据.%The coupling of the surface modes and the fundamental modes is the root of the disappearance of coupling points between the two cores of the hollow dual-core photonic crystal fibers. In order to study the mechanism of the appearance and control of surface modes, the full vector finite element method and the plane wave expansion method were used to study the effect of the silica ring or the core radius on the surface modes and the change of the uncoupling point. The numerical simulation shows that with the same core radius, the uncoupling point moves to longer wavelength with the increase of the normalized thickness of the silica ring. And the optimal range of core radius that is free of surface modes is from 0. 9A to 1. 0A when the normalized thickness of the silica ring is set to 1. The results provide theoretical evidence to design the novel hollow dual-core photonic crystal fibers, enriching and consummating the theoretical foundation for the hollow dual-core photonic crystal fibers.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2011(035)006【总页数】4页(P748-751)【关键词】光纤光学;表面模;全矢量有限元法;石英环相对厚度;纤芯截切半径【作者】马玲芳;刘敏;董传培;张敏;贺冯良【作者单位】重庆大学通信工程学院,重庆400044;重庆大学通信工程学院,重庆400044;重庆大学通信工程学院,重庆400044;重庆大学通信工程学院,重庆400044;重庆大学通信工程学院,重庆400044【正文语种】中文【中图分类】TN253引言光子晶体光纤是通过在无限的光子晶体内引入缺陷纤芯而形成的。
一维光子晶体缺陷模的磁场调控
第28卷第2期2012年4月苏州大学学报(自然科学版IJ O U R N A L0F SO O C H O W U N I V E R SI T Y(N A T U R A L SC IE N C E E D TT T O N)V01．28N o．2A pr2012一维光子晶体缺陷模的磁场调控吴雷，孙华(苏州大学物理科学与技术学院，江苏苏州215006)摘要：通过半导体材料的磁光效应可实现光子晶体的磁场调控．本文提出在含有缺陷层的一维光子晶体表面添加具有V oi昏效应的磁光半导体表面层，并采用传输矩阵法计算了不同参数下该结构的光学性能．计算结果表明，在合适的结构参数与材料参数下，可实现表面模与缺陷模之问耦合程度的磁场相关性，从而获得由磁场调控的缺陷模透射率与吸收率．关键词：光子晶体；磁光效应；半导体中图分类号：0469文献标识码：A文章编号：1000一2073(2012)02—0064一06M agnet i c-nel d t ul l i n g of t he de f ec t m ode i n1D phot oIl i c cr yst a l sW u Lei．Sun H ua，(s ch00l0f Ph ysi cal鼬i ence and T echn010舒，s00c how unj v．，s uzh叫215006，chi na)A bs t r act：M ag net i c—f i el d t uni ng of ph ot oni c cr yst al s c an bere al i ze d t hr ough t he m agnet o-op t i cal ef玷ct s of s em i c onduct or s．I n t hi s w or k a c onfi gura t i on i s pr opo s ed w her e a s em i con duct or s udhce pm—c es si ng t he V oi gt ef玷ct i s added t o a1D phot oni c cr yst a l c ont a i ni ng a def bct l ayer．The叩t i cal pr op—er t i es of t hi s s t m ct ure f or di H-er ent param et er s ar e c al cul at ed by usi ng t he t r ans f e r m at r i x m et hod．T her es u hs sh ow t h at f or pr op er st nl ct ur a l and m a t eri a l param et er s，t he deg r ee of t he coupl i ng bet w een t hes uI fa ce m ode and山e de f bct m ode is dependent on tl l e appl i ed m agnet i c f i el d，l e adi ng t o a m a gne t i—cal l y t unabl e t m nsm i t t i vi t y and absor pt i V i t y of t he de f ect m odeK ey w or ds：p hot oni c c rys t a l；m agnet o-opt i c al eH．ect；s em i conduct orO引言光子晶体¨。
结晶学晶体缺陷
N个原子的晶体中取出n个原子形成点缺陷的独立方式数 为：
N! C n! N n !
n N
相应的组态熵为：
n N! k0 n ln S k0 ln N n! N n !
自由能为：
n F nE TS nE k0 nT ln N
平衡浓度为：
n exp E k0T N
第六章：晶体缺陷 § 6.1 空位、杂质和填隙原子
半导体中的杂质： 电子工业的基础是半导体。 半导体的核心是其电导特性。 本征半导体（即未掺杂）实际上是绝缘体，基本没有可 用的电学特性。 杂质及掺杂工艺是半导体的基础。
P型半导体
+4 +4 +4 +4 +4 +3 +4 +4 +4
低价掺杂，空穴导电
离子晶体的电导主要是由阴、阳离子空位的运动所 产生的，与质量输运直接相关：
Ne[V ]u [V ]u
离子迁移率 在纯净的晶体中，本征电导为：
0 Neu u exp U 2k0T
由于质量输运靠原子跳入相邻的 空位来实现，需要靠热涨落来克 服迁移势垒，所以迁移率强烈地 依赖于温度。外加电场的存在降 低了电场方向上的势垒，有利于 该方向上的迁移，由此而产生的 择优迁移形成质量输运的驱动力 和离子电导。
44444444444444443p型半导体低价掺杂空穴导电n型半导体高价掺杂电子导电4444444444444445受主离子空穴施主离子电子pn结的形成空穴电子耗尽层减小导通i耗尽层brillouin区边界第一能带第二能带绝缘体导体和半导体kt价带顶空穴位导带底电子位价带顶i耗尽区耗尽区内建电场e电极接触电势hv场效应管61空位杂质和填隙原子离子晶体中的杂质
光子晶体
光子晶体光纤（PCF）的特性 ：
(1)无截止单模( Endlessly Single Mode)
(2)不同寻常的色度色散 (3)极好的非线性效应 (4)优良的双折射效应
此外，光子晶体还可用于制造各种性能优 良的光通讯器件，如光子晶体激光器。
利用光子晶体的带隙特点，可以制造了出理 想带阻滤波器，获得优良的光波滤波性能。
' r
2
c
2
r ~ E , 即平均介电常数相当于能量本征值
光子晶体中的光子能带不同于半导 体中的电子能带
光子的能量 E p kc 因此其色散关 系的特点是E p 和k呈线性关系
三、光子晶体的应用 --光子晶体光纤（PCF）
分类:实心光纤和空心光纤
实心光纤是将石英玻璃毛细管以周期性规律 排列在石英玻璃棒周围的光纤 空心光纤是将石英玻璃毛细管以周期性规律 排列在石英玻璃管周围的光纤
2 2 r rr r 2 ' c2 r E r c2 r E ）的定态波动方程， 可以看出两式得相似之处：
c 一个周期势场；
2
2
r r ~ V r , 即周期变化的介电常数相当于
一、光子晶体简介 二、光子晶体中的量子理论 三、光子晶体的应用－光子晶体光纤 四、光子晶体的发展前景
一、光子晶体简介
光子晶体（photonic crystal） 是一种介电常数随空间周期性变化的新 型光学微结构材料。 从晶体结构来说，晶体内部的原子是周 期性有序排列的，正是这种周期势场的存 在，使得运动的电子受到周期势场的布拉 格散射，从而形成能带结构，带与带之间 可能存在带隙。
优点： （一）光子晶体波导具有优良的弯曲效应。
含一缺陷层一维磁流体光子晶体局域模磁场调控特性研究
本文选用水基 Ｆ ｅ Ｏ 磁流体作 为光子 晶体 的基元材料 ， 含一缺 陷层一维纳米磁流体光子 晶体结构 为
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—１ ０—２ ８
基金项 目： 江西省教育厅科技项 目（ Ｇ Ｉ 』 １ ３ ６ ６ ０ ） ； 江西省研究生创新 专项资金项 目（ Ｙ Ｃ ２ ０ １ ３一￥ ２ ６ ２ ） 作者简介 ： 郝丽丽 （ １ ９ ８ ６一） ， 女， 河北邯郸人 ， 赣南师范学院物理与电子信息学 院 ２ ０ １ ２级硕 士研究生 ， 研究方向 ： 光学． ｔ通讯作者 ： 谢应茂 （ １ ９ ６ ３一） ，男 ， 江西寻乌人 ，赣南 师范学 院物理与 电子信息学院教授 ， 硕士生导 师， 主要从事激光物理 与光电子学研
究， Ｅ—ｍａ ｉ ｌ ： ｘ ｉ ｅ ｙ ｉ ｎ ｇ ｍ ａ ｏ ＠１ ２ ６ ． ｔ ｏ ｍ．
第 ６期
郝 丽丽 ， 谢应 茂
含一 缺 陷层一 维磁 流体 光子 晶体局 域模 磁场 调控 特 陛研 究
２ ３
的透射谱 ， 结 果如 图 ４所示 ． 由图 ４可 得 ： 局域模 波 长最 大 调控 量 为 １ ０ ｎ ｍ， 当折射 率 ｎ ：１ ． ４ ２ ５时光 子 晶体
学、 东北 大学 研究 人员 分别研 究 了基 于磁 流体 渗入 的光 子 晶体 光纤 带 隙效 应 的磁 光 传感 器 和 基 于磁 流 体 的 测量 磁场 的空心光 子 晶 体 光 纤 传 感 器 ｌ ｌ 卜Ｈ ； 深 圳 大 学 研 究 人 员 研 究 了 光 子 晶体 缺 陷模 的 带 宽 与 品 质 因 子¨ ． 但关于 Ｔ ｉ Ｏ 和 纳米 磁流体 作 为基元 材 料 的含一 缺 陷层 一维 纳 米 磁 流体 光 子 晶体 局 域模 磁 场调 控 特 性 的研究 鲜有 报道 ． 本 文研究 含 一缺 陷层 一维 纳米 磁流体 光 子 晶体 局域 模磁 场调 控特 性 ， 对认 识该 结构 的光 子 晶体 以及 应用 开发 此类 光子 晶体 有重 要 的意义 ．
三元1维含缺陷层光子晶体带隙结构
，
ｍ，， ａｖＩ ／］
ｃ ｓ ｏ
（ １ ）
ＡＢｃ ＡＢｃ ｃＢＡ Ｂｃ Ａ Ｄ ｃＢ Ｂ Ａ ｃ Ａ
Ｌ ｔ ｉ ａ ｉ ｓｎ ｉ ｈ
式 中 ： 一 ２ ｎｄ ｃ ｓ Ｘ ｉ ｅｎ ， 分别 对应 第 ＪＮ （ — ＝ ， ｏｇ／ ， ｔ ，ｄ ， ￣ｏ ｊ
变化 的关 系 图 。
１ 理 论 模 型
１ 三元 素光 子 晶体 由 Ａ， ｃ三种 材 料交 替 排 列 而成 ， 维 Ｂ，
其结 构如 图 １所示 ， Ｄ为缺 陷 层 ， 据光 在介 质 薄膜 传播 的传 根
输矩 阵方 法 ， 在每种 介 质 中的传 输矩 阵为
Ｍ 一Ｉ 『 ， ∞
第 ２ ２第 １ ０期
２１ ０ ０年 １ ０月
强 激 光 与 粒 子 束
Ｈ Ｉ Ｈ ＰＯＷ ＥＲ ＬＡ ＳＥＲ Ａ ＮＤ ＰＡ ＲＴ Ｉ ＩＥ ＢＥＡ Ｍ Ｓ Ｇ Ｃ
Ｖ ｏ． １ ２２，Ｎ Ｏ． ０ １ ０ ｃ ．，２ Ｏ ｔ ０１
文 章 编 号 ： １０ —３ ２ ２ １ ）０２ ６ —４ ０ １４ ２ （ ０ ０ １ —４ ５０
三 元 １维 含 缺 陷 层 光 子 晶体 带 隙 结 构
张 玲 ， 梁 良， 周 超
（ 安 建 筑 科 技 大 学 物 理 系 ，西 安 ７０ ５ ） 西 １ ０５
摘
要 ： 利 用 传 输 矩 阵 法 研 究 了 含缺 陷 三 元 １维 光 子 晶 体 的带 隙结 构 ， 通 过 数 值 模 拟 分 析 了光 子 晶 体 并
射波 长随 缺陷 厚度 、 陷层介 质 折射率 变 化满 足正 比关系 等Ⅲ ］ 缺 ７ 。本文 对含 缺 陷对称 分布 的三 元素 １ 光子 晶 维 体 的带隙结 构 做 了进 一 步 的研究 ， 出 了透射 峰波 长 随缺 陷厚 度变 化 的关 系图 ， 通过 数据 拟合 得 到 了透 射波 给 并 长随 缺陷厚 度 变化 的非 线性 函数 关 系 ； 计 算 了该透 射 峰 的半 峰全 宽 （ Ｗ ＨＭ） 给 出 了 Ｆ ＨＭ 随 缺 陷厚 度 并 Ｆ ， Ｗ
光子晶体发展及种类
光子晶体及光子晶体光纤的研究现状与发展趋势摘要：光子晶体光纤（PCF）由于具有传统光纤无法比拟的奇异特性，吸引了学术界和产业界的广泛关注，在短短的十年内PCF的研究取得了很大的进展。
本文阐述了PCF的一些独特光学性质、制作技术及其理论研究方法，介绍了PCF的发展以及最新成果。
关键词：光子晶体光子晶体光纤光子晶体光纤激光器1、前言光子晶体光纤（photoniccrystalfiber，PCF），又称多孔光纤或微结构光纤，以其独特的光学特性和灵活的设计成为近年来的热门研究课题。
这类光纤是由在纤芯周围沿着轴向规则排列微小空气孔构成，通过这些微小空气孔对光的约束，实现光的传导。
独特的波导结构，灵活的制作方法，使得PCF 与常规光纤相比具有许多奇异的特性，有效地扩展和增加了光纤的应用领域[1]。
在光纤激光器这一领域内，PCF经专门设计可具有大模面积且保持无限单模的特性，有效地克服了常规光纤的设计缺陷。
以这种具有新颖波导结构和特性的光纤作为有源掺杂的载体，并把双包层概念引入到光子晶体光纤中，将使光纤激光器的某些性能有显着改善。
近年来，国内外的很多大学和科研单位都在积极开展光子晶体光纤激光器的研究工作[2]。
目前，国外输出功率达到几百瓦的光子晶体光纤激光器已有报道。
本文阐述了PCF的一些独特光学性质、制作技术及其理论研究方法，介绍了PCF的发展以及最新成果。
2、光子晶体光纤的导光原理按导光机理来说，PCF可以分为两类：折射率导光机理和光子能隙导光机理。
2.1折射率导光机理周期性缺陷的纤芯折射率（石英玻璃）和周期性包层折射率（空气）之间有一定差别，从而使光能够在纤芯中传播，这种结构的PCF导光机理依然是全内反射，但与常规G.652光纤有所不同，由于包层包含空气，所以这种机理称为改进的全内反射，这是因为空芯PCF中的小孔尺寸比传导光的波长还小的缘故[3]。
2.2光子能隙导光机理理论上求解光波在光子晶体中的本征方程即可导出实芯和空芯PCF的传导条件，即光子能隙导光理论。
光子晶体介绍
H Z y
H y z
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图2.1 二维正方晶格结构的示意图
（1）TM模式 （2）TE模式
[Gx ]
ITM
0
G
,G
'
EG
',
z
1
0
[k
2 G,
y
]
0G.G'
[Gx ]
ITE
[Gx
]
0 G ,G ' z
1 0
[kG,y ]G,G'[k
G
',
y
]
0 G,G'
[Gx ]
15
一、 平面波展开法和有限 时域差分法及其应用
光子晶体的禁带机理及不同结构晶体薄 膜的制备和光学性质 研究
1
主要内容
一、引言 二、理论研究 三、实验制作和分析表征 四、总结
2
一、引言
3
一、引言（1）
1、光子晶体概念； 2、光子晶体基本特征； 3、光子晶体的场方程； 4、光子晶体的能带； 5、光子晶体的研究方法； 6、光子晶体的制作方法和最新进展； 7、光子晶体的应用。 8、本研究的主要内容。
正负折射率材料组成的一维光子晶体的能带及缺陷模
必 然会得到 新的传输特 性 。 由正 负折 射率材料 交替 的多 层膜 体系 能 加强 光 子隧 道效 应 并存 在 Ｂ ａｇ ｒｇ
收稿 日期：２ ０ －１ｌ ０ ８Ｏ －１ 作者简 介：安丽萍 （９ ５ ） １７ 一 ，女 ，山西平遥人。讲师 。主要研究方 向为光子晶体理论。
维普资讯
第３ ２卷 第 ２期
燕 山大 学 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｎ ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒｉ ｏ ｒ ａ ｏ Ｙａ ｓ ａ ｉ ｅ ｓ ｙ ｔ
ＶＯ ．３ ．２ １ ２ Ｎｏ Ｍａ ． ２ ０ ｒ ０８
２ ０ 年 ３月 ０８
复合材料 在理 论和实 验上 引起 了广 泛 关注 ［］ １ｏ负 － ５
折 射率材料 具有负 的介 电常数和磁 导率 。 在 ｌ ６ 早 ７ ９
本文 利 用传 输矩 阵法研 究 了 由正折 射率和 负
折 射 率材 料 交替组 成 的一 维光 子 晶体 的能带 结构
年 Ｖ ｓｌ ｏ首先研 究 了这种 负折射率 系数材料 ， ｅｅａ ｇ
对 于正 负折射率材料组成 的一维光子晶体引入普通电介质缺陷层时，其 缺陷模 的个数随着缺陷厚度的增大而增 多，这种特性在滤波器方面有重要 的应用价值。而对于传统光子晶体中引入特异介质缺陷层时 ，随着缺陷厚度
的增 大 ，新 的缺 陷模 并 没 有 出 现 。
关键词 ：光子晶体；传输矩阵；负折射 率材料 ；缺 陷模
中 图分 类 号 ：Ｏ ３ ４１ 文 献标 识码 ：Ａ
０ 引 言
近两年 来， 一种称 为负折射率 系数介质 的人工
平 顶 区 ［１ １２ 负折射率材 料 的一维光 子晶体具有 １］ －ｏ含
３个 反常现象 ，即复频域 的赝模 、实数波 数 的离散
一维有限光子晶体中的单个缺陷
第２ ４卷第 ２ 期
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ２ １２ ．
重庆工商大学学报（ 然科 学版） 自
Ｊ ｈｎｑ ｇ ｅｈｏＢ ｓ ｅ ｎ Ｎｔ ｃ Ｅ ） ｏｇｉ ｃｎｌ ｕｉ ｓ Ｕ ｉ （ ａＳｉ ｄ Ｃ ｎＴ ｎｓ ｖ
考虑一位于空气 中的有限层体系由介 电层 Ａ和 Ｂ 交替而成的多层膜系统。其光学性质用折射率 和 ｌ 表征 ， ｌ ， 实际厚度分别为 ａ ｂ 晶体周期 ｄ＝ａ＋ ， 和 ， ｂ 周期数为 Ⅳ。 电磁波沿 向从左向右垂直进入 设 方
该系统 ， 该系统最左表面坐标为原点 ， 记为 ， 最右一层的右表面坐标为 。 光波在介质中的传播 由麦克斯
摘
要： 在一维有限光子 晶体 中利用传输矩阵推 导 了其反射和透射 系数 ， 并讨论 了单个缺
陷位置对透射 系数的影响， 发现单个缺 陷在晶体 中不同位置具有相 同的缺 陷模频率， 但其透射 峰具有不 同的高度 ， 同时当缺 陷在 晶体 中心时， 其透射峰最 高。
关键 词 ： 子 晶体 ； 陷 ； 陷模 光 缺 缺 中图分 类号 ：０４ １３ ７ ． 文 献标 识码 ： Ａ
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性质来作光学延迟性设计［ ， ３ 当缺 陷层具有 Ｋ ｒ非线性时 ， 】 ｅ ｒ 光子晶体具有双稳 、 多稳性质 ； 当缺陷层掺
有二能级原子 ， 则会出现光脉冲的超光速传播现象 。这里是一维有 限光子 晶体 中引入单个缺 陷时 ， 】 其 位置对透射系数以及缺陷模的影响情况。