含超材料AZO/ZnO光子晶体近红外滤波特性的研究
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作者:
作者单位:

(苏州科技大学 数理学院 江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室, 江苏 苏州 215009)

作者简介:

毛红敏(1976-),女,河北邢台人,副教授,博士,主要从 事电磁场传播与光电子技术的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61306004)和苏州科技大学校科研基金(XKZ201609)资助项目 (苏州科技大学 数理学院 江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室, 江苏 苏州 215009)


Near infrared filtering characteristics of photonic crystal containing metamater ial AZO/ZnO
Author:
Affiliation:

(Jiangsu Key Laboratory of Micro and Nano Heat Fluid Flow Technology and Energy Application,School of Math- ematics and Physics,Suzhou University of Science and Technology,Suzhou 215009,China)

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    摘要:

    基于电磁波的传输矩阵理论,对一维光子晶体在近 红外波段0.85-2.30 μm滤波特性进行了分析研究。由MoS2和半导体超材料AZO/ZnO构成(AB)N型光子晶体,其中AZO/Zn O是掺铝氧化锌层和氧化锌层交替形成的具有人 工周期结构的各项异性材料,在部分近红外波段具有负的折射率。数值分析表明:此结构光 子晶体在0.85-2.30 μm波 段具有四个光子通带;带隙随B层中填充因子h的增大发生蓝移;光子晶体透射 峰的数量由光子晶体周期N决定, 即周期为N时,每个通带透射峰的数量为N-1;通过改变膜层厚 度能实现对透射波长的调控,如增加A层或B层厚 度,透射波中心波长发生红移;而光波入射角度的增加将使透射波中心波长发生蓝移。由超 材料AZO/ZnO构成的光 子晶体的滤波特性为光通信波段多通道可调谐高性能滤波器的设计提供理论参考。

    Abstract:

    Based on the theory of electromagnetic wave transmission matrix,the filtering characteristics of one-dimensional phot onic crystal in the near infrared region of 0.85-2.30μm are analyzed.We consid er a photonic crystal (AB)N,where N is the s tack number,A is material MoS2,and B is an artificial periodic structure semic onductor metamaterial AZO/ZnO and formed by aluminum-doped zinc oxide (AZO) layer and zi nc oxide (ZnO) layer.AZO/ZnO is an anisotropic material,and has a negative refractive index in some near infrared w ave region.The numerical analysis shows that the photonic crystal has four photon passbands in the 0.85-2.30μm b and.The bandgap is blue-shifted with the increase of the fill factor h in layer B.The channel number is determi ned by the photon crystal period N, that is,the number of transmission peaks of each pass band is N-1when the period is N.The transmission wavelength is tunable by changing the thickness of the film,for example,when the thickness of the A or B layer is increased,the center wavelength of the transmitted wave is red-shifte d.However,the increase of incident angle can make the transmitted center wavelength blue-shifted.The filtering pro perties of photonic crystals composed of metamaterial AZO/ZnO provide a theoretical reference for the design of tunable multi-channel filters in the optical communication.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

毛红敏,王晓丹,马锡英,徐国定.含超材料AZO/ZnO光子晶体近红外滤波特性的研究[J].光电子激光,2019,30(1):7~12

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  • 收稿日期:2018-06-15
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  • 在线发布日期: 2019-03-26
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