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一维光子晶体缺陷模激光器的放大特性
作者: 王宏, 欧阳征标, 韩艳玲, 孟庆生, 简耀波, 罗贤达 主题: 激光物理, 光子晶体激光器, 时域有限差分法, 缺陷模 年份: 2006
摘要: 光子晶体中引入缺陷后将形成缺陷模,这些缺陷模在增益介质中将被放大形成激光。基于麦克斯韦方程和速率方程相结合的模型,用时域有限差分法(fdtd)计算和分析了一维单缺陷光子晶体激光器中缺陷模的空间分布和频谱特性,以及这些缺陷模的放大特性,主要研究了缺陷层的厚度、晶体层数对缺陷模放大特性的影响。模拟结果显示,类似于传统激光腔的腔模,这些缺陷模能够被放大,形成激光。调整缺陷层的厚度、晶体层数等结构参量,将改变缺陷模的谐振,激射频率以及空间分布,这将直接影响激射阈值和饱和特性。增加晶体的层数,激光器的阈值将降低,饱和值将增加,但晶体层数增加到一定限度时,这种增减趋势变弱。模拟结果证明了有效层数的存在。
一种新型光子晶体双色谐振腔
作者: 许桂雯, 欧阳征标 主题: 光电子学与激光技术, 光子晶体, 光学传输矩阵法, 双色谐振腔, 缺陷模 年份: 2007
摘要: 提出一种新型的光子晶体双色谐振腔,以光学传输矩阵法为基础给出了设计的关键参量及其优化方法,并分析了其物理原理.根据常用的650 nm/780 nm,532 nm/671 nm,1079 nm/1320 nm和1 064 nm/1 319 nm等双色激光谱线,设计了4个光子晶体双色谐振腔结构.这种一维光子晶体谐振腔只需要一个谐振腔,缺陷层两侧周期数为5层时,该腔体总厚度小于5μm,可获品质因子为103~104,相对带宽为10-4~10-5的双色谱线,且模式纯净,基于基模谐振.
光子晶体缺陷模的带宽与品质因子研究
作者: 许桂雯, 欧阳征标, 安鹤男, 孙一翎, 曹建章, 张登国, 阮双琛, 李景镇 主题: 缺陷态光子晶体, 缺陷模, 带宽, 品质因子 年份: 2003
摘要: 利用光学传输矩阵法研究了结构参量对缺陷态光子晶体的缺陷模带宽和品质因子的影响 研究发现 ,当缺陷介质层厚度h0 的值较小时 ,缺陷模的带宽很小且基本保持不变 ;当h0 较大时 ,缺陷模的带宽随h0 的增加而快速增加 另外发现 ,缺陷模的品质因子在某个h0 处取最大值 但是总体上看 ,h0 较小时的品质因子要远大于h0 较大时的品质因子 此外 ,缺陷模的品质因子随光子晶体的周期数增加而急剧增加约 4 .788倍 ,而带宽则随周期数的增加而急剧减少约 4 .788倍 当周期数为 13时就可以获得 10 9以上的品质因子值和小于 10 - 9的相对带宽值
三种缺陷态光子晶体的比较研究
作者: 许桂雯, 欧阳征标 主题: 光子晶体, 谐振腔, 缺陷态, 缺陷模 年份: 2004
摘要: 利用光学传输矩阵法对3种基于均匀结构光子晶体的一维缺陷态光子晶体进行了比较研究.研究发现,对于每种结构,当缺陷介质层厚度变大时,缺陷模中心波长向长波区移动,且缺陷模式的带宽随之增加,当缺陷层介质厚度增加到一定数值时会出现多个缺陷模.对于缺陷层两侧为高折射率介质层的结构一和结构三,缺陷模波长与缺陷层厚度呈非线性比例增加关系;对于缺陷层两侧为低折射率介质层的结构二,缺陷模波长与缺陷层厚度呈线性比例增加关系.对于结构一和结构三,在特定的中间缺陷层厚度时光子禁带区内的缺陷模会消失,而对于结构二,禁带区域内始终存在缺陷模式.
一维缺陷光子晶体的模式特性研究
作者: 欧阳征标, 杨琳玲, 许桂雯, 阮双琛, 李景镇 主题: 应用光学, 光子晶体, 缺陷, 缺陷模, 模式移动 年份: 2005
摘要: 利用光学传输矩阵方法研究对称和非对称一维缺陷光子晶体的缺陷模式特性。研究发现:1个缺陷可以导致光子禁带中出现多个缺陷模式;缺陷夹层厚度为零时,非对称结构中缺陷模消失,而对称结构中仍然存在缺陷模;两种结构的缺陷模式数目以及每个缺陷模的位置波长值均与缺陷夹层的光学厚度按正比例关系增加;两种结构的模式移动速度基本相等,并且与缺陷模式的阶数按反比例规律下降。
光子晶体缺陷模的带宽与品质因子研究
作者: 许桂雯, 欧阳征标, 安鹤男, 孙一翎, 曹建章, 张登国, 阮双琛, 李景镇 主题: 缺陷态光子晶体, 缺陷模, 带宽, 品质因子 年份: 2003
摘要: 利用光学传输矩阵法研究了结构参量对缺陷态光子晶体的缺陷模带宽和品质因子的影响 研究发现 ,当缺陷介质层厚度h0 的值较小时 ,缺陷模的带宽很小且基本保持不变 ;当h0 较大时 ,缺陷模的带宽随h0 的增加而快速增加 另外发现 ,缺陷模的品质因子在某个h0 处取最大值 但是总体上看 ,h0 较小时的品质因子要远大于h0 较大时的品质因子 此外 ,缺陷模的品质因子随光子晶体的周期数增加而急剧增加约 4 .788倍 ,而带宽则随周期数的增加而急剧减少约 4 .788倍 当周期数为 13时就可以获得 10 9以上的品质因子值和小于 10 - 9的相对带宽值
一维光子晶体激光器局域化长度的优化
作者: 钟远聪, 王宏, 欧阳征标, 孟庆生, 罗贤达, 毛德鹏 主题: 局域化, 一维光子晶体, 缺陷模, 品质因子, 低折射率, 光学厚度, 激光器, 折射率介质, 传输矩阵法, 介质层 年份: 2012
摘要: 光子晶体微腔中缺陷模的空间分布和模式的品质因子以及放大密切相关,是光子晶体激光器的一个重要参数。本文采用传输矩阵法计算了一维光子晶体中缺陷模的场强分布,并用局域化长度描述了模场的局域化特性。通过对比不同介质结构参数下的局域化长度,分析了介质结构对局域化长度的影响。计算结果表明:首先,保持光子晶体的其它参数不变,合理地调整缺陷层厚度,缺陷模在光子禁带中移动,当缺陷模出现在光子禁带中间附近时,局域化长度最小,而当缺陷模居于光子禁带两边时,局域化长度增大,光子局域化长度随缺陷模中心波长变化的曲线呈u字型:其次,改变高低折射率介质层的光学厚度和物理厚度,模式的局域化长度随之改变,当光学厚度和物理厚度的比值为1:1时,光子局域化长度达到最小;然后再改变高低折射率介质层的的空间排列次序,光子局域化长度随之改变。当其空间排布按(低-高-低-高)周期性排列时,折射率比值越小,光子局域化长度也越小,同样的比例和参数,它的空间排布按(高-低-高-低)周期性排列时,局域化长度却增大。上面的结论对于优化介质参数,提高微腔的品质因子q值有指导意义。通过合理的调整缺陷层厚度、高低折射率介质的光学厚度比、高低折射率介质的物理厚度比、高低折射率比等参数,可以使局域化长度达到最小限度的值, 从而保证一维光子晶体激光器能产生更高品质因子、更高能量的激光。
一维光子晶体激光器中缺陷模的模面积及其对阈值的影响
作者: 王宏, 欧阳征标, 韩艳玲, 钟远聪, 阮双琛 主题: 一维光子晶体, 环形激光器, 缺陷模, 工作机理, 分布反馈, 实验工作, 深圳大学, 反射镜, 谐振腔, 低阈值 年份: 2012
摘要: <正>最近几年,光子晶体激光器受到了人们的更多关注,许多学者在此领域做了大量的理论和实验工作。根据工作机理不同,光子晶体激光器可分为五类:第一类是利用光子晶体作为f-p反射镜的光子晶体激光器;第二类是光子晶体环形激光器;第三类是分布反馈式光子晶体激光器;第四类是基于缺陷模局域态的光子晶体激光器,称为光子晶体缺陷模激光器;第五类为光子晶体带边激光器,在这种激光器中看不到明显的谐振腔。对于以上各类激光器,如何降低阈值是一个关键问题。现有的理论和实验采用不同
一维光子晶体激光器中缺陷模的模面积及其对阈值的影响
作者: 王宏, 欧阳征标, 韩艳玲, 钟远聪, 阮双琛 主题: 一维光子晶体, 环形激光器, 缺陷模, 增益介质, 相关问题, 工作机理, 分布反馈, 实验工作, 深圳大学, 增益系数 年份: 2012
摘要: 最近几年,光子晶体激光器受到了人们的更多关注,许多学者在此领域做了大量的理论和实验工作。根据工作机理不同,光子晶体激光器可分为五类:第一类是利用光子晶体作为f-p反射镜的光子晶体激光器;第二类是光子晶体环形激光器;第三类是分布反馈式光子晶体激光器;第四类是基于缺陷模局域态的光子晶体激光器,称为光子晶体缺陷模激光器;第五类为光子晶体带边激光器, 在这种激光器中看不到明显的谐振腔。对于以上各类激光器,如何降低阈值是一个关键问题。现有的理论和实验采用不同的方法,优化结构参数,微腔的q值已经极大的提高。但以上研究限于冷腔的q 值,并不涉及增益介质和微腔的相互作用,以及相关问题例如增益系数、位置和大小对阈值的影响等,这显然不能全面的反映这类激光器的特性。因此,有必要将增益介质引入现有的理论,并开展相关问题的研究,以弥补目前理论研究中的缺陷,更全面地反映这类激光器的特性。
一维缺陷光子晶体的模式特性研究
作者: 欧阳征标, 杨琳玲, 许桂雯, 阮双琛, 李景镇 主题: 应用光学, 光子晶体, 缺陷, 缺陷模, 模式移动 年份: 2005
摘要: 利用光学传输矩阵方法研究对称和非对称一维缺陷光子晶体的缺陷模式特性。研究发现:1个缺陷可以导致光子禁带中出现多个缺陷模式;缺陷夹层厚度为零时,非对称结构中缺陷模消失,而对称结构中仍然存在缺陷模;两种结构的缺陷模式数目以及每个缺陷模的位置波长值均与缺陷夹层的光学厚度按正比例关系增加;两种结构的模式移动速度基本相等,并且与缺陷模式的阶数按反比例规律下降。
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