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介电-磁性一维光子晶体的近似光子带隙
摘要： 采用耦合模理论对介电常数和磁导率沿同一方向周期性变化的一维光子晶体（1DPCs）进行了理论分析。推导出轴向传播的近似带边频率、中心频率及带隙参数，该结果是对介质型一维光子晶体相应结论的优雅推广。所得近似带边频率与传输矩阵法计算结果具有良好的一致性。
关键词： 一维光子晶体，耦合模理论，介电-磁性光子晶体
更新于2025-09-23 15:21:21
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具有耦合半导体缺陷的超导一维光子晶体
摘要： 我们研究了在由超导材料交替层构成的一维光子晶体中插入半导体缺陷对透射光谱的影响。研究发现，半导体缺陷的插入会在光子带隙中产生一个向长波方向移动的缺陷模。出乎意料的是，在较高温度下，该缺陷模不仅会减弱其局域性，而且对光子晶体的光学响应影响更显著（相比压力因素）。我们还扩展分析了两个耦合GaAs缺陷的情况，研究了这两个缺陷间相对距离的影响。数值结果表明：当缺陷间距较近时，缺陷模的品质因数会显著降低，且透射光谱呈现不对称性。
关键词： 传输矩阵法，缺陷模，半导体，透射光谱，一维光子晶体，超导体
更新于2025-09-23 15:21:01
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含亚氧化碲的一维光子晶体的热致暗化
摘要： 本研究的目的是通过实验和理论方法评估退火工艺前后含缺陷层一维光子晶体（PC）的光学特性。采用高折射率材料（TeOx）与低折射率材料（SiO2）的溅射技术制备了含缺陷层的一维光子晶体。通过X射线光电子能谱（XPS）、能量色散X射线光谱（EDX）和X射线衍射（XRD）对单层TeOx薄膜进行了化学与结构分析，并基于紫外-可见-近红外分光光度计（UV-VIS-NIR）测量的透射光谱，采用包络法确定了单层光学常数。将退火工艺前后实测的一维光子晶体反射光谱与传输矩阵法（TMM）模拟结果进行对比，在目标近红外（NIR）波段出现了光子带隙（PBG）。在波长范围1235–1723纳米（Δλ=488纳米）的PBG内，观测到位于1455纳米处的缺陷模。由于热致光学特性变化引发的热暗化效应，整体反射光谱向长波方向偏移。
关键词： 光子带隙，一维光子晶体，亚氧化碲，热致暗化，缺陷层
更新于2025-09-23 15:21:01
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一维光子晶体上涂覆石墨烯的增强古斯-汉欣位移
摘要： 提出并理论研究了覆盖于截断一维光子晶体上的石墨烯所增强的古斯-汉欣位移。该方案采用具有高电场增强与石墨烯表面局域特性的带隙构型，能够激发布洛赫表面波模式。通过充分利用所激发光学表面波模式的优异光学特性，在该结构带隙附近出现显著相位变化，从而产生大幅增强的古斯-汉欣位移?；谡庖痪薮蠊潘?汉欣位移效应，本文探讨了该结构的传感性能，表明其在古斯-汉欣位移传感应用中具有卓越表现。
关键词： 石墨烯、光学仪器、表面光学、一维光子晶体
更新于2025-09-23 15:19:57
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一维聚合物光子晶体腔中ZnS纳米颗粒的增强非线性光学特性
摘要： 报道了以硫化锌纳米颗粒为缺陷的聚合物一维光子晶体（1DPhC）增强的非线性光学吸收与光限幅特性。该1DPhC采用旋涂技术制备，以聚苯乙烯（PS）和醋酸纤维素（CA）分别作为高、低折射率材料。通过激光烧蚀技术在CA溶液中合成ZnS纳米颗粒，并完成其结构、形貌及非线性光学表征。通过在由10对CA/PS双层膜构成的布拉格反射镜之间插入ZnS纳米颗粒/CA缺陷层，设计出腔共振波长约532 nm的微腔结构。与ZnS参照样品相比，在532 nm脉冲激发下，含ZnS缺陷层的1DPhC非线性吸收与光限幅性能均显著提升（4.6倍）。该体系非线性光学特性的增强可归因于光子局域化导致的微腔模式中光场约束效应。当前系统对设计实用型非线性光学器件（如光限幅器、光开关等）具有重要价值。
关键词： 一维光子晶体、非线性吸收、光学限幅、Z扫描
更新于2025-09-22 21:08:09
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采用一维光子晶体反射器的平行臂反射式阵列波导光栅
摘要： 作者展示了一种专为硅波导设计的反射式阵列波导光栅。该阵列波导的相移部分采用平行配置，从而实现了器件的紧凑化构建。在一维光子晶体被用作臂端反射器的情况下，获得了宽反射带宽。
关键词： 硅波导、紧凑型器件、一维光子晶体、波分复用、反射式阵列波导光栅
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019年6月23-27日)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 一维光子晶体生物芯片表面的各向异性荧光发射
摘要： 基于一维光子晶体（1DPC）支撑布洛赫表面波（BSW）的新型一次性光学生物芯片，是检测多种疾病相关生物标志物的理想工具。特别是癌症生物标志物因治疗需求增长备受关注。本研究提出的光学生物芯片可对复杂生物基质中低浓度（亚纳克/毫升级）的乳腺癌标志物ERBB2进行定量分析。为区分不同细胞裂解液样本中的ERBB2水平，我们采用基于1DPC生物芯片的传感平台，配合兼具无标记检测和荧光检测功能的读取仪器。这种组合配置既能提供互补信息，又能在荧光模式下实现更低检测限（LoD）[1]。无标记模式通过棱镜耦合系统（Kretschmann-Raether构型）激发BSW——类似表面等离子体共振（SPR）技术，导致角度反射光谱出现因折射率变化而位移的凹陷[2]；荧光模式则利用结合在1DPC表面的荧光标记抗体实现，染料标记与BSW的耦合会产生强方向性荧光发射。相比金属结构，1DPC具有能量耗散更小、共振峰更窄的优势[3]。目前尚无关于1DPC支撑BSW实验中光漂白现象的研究，但在接近检测限、需要精确定量数据的生物传感检测中，该现象不可忽视。本研究首次报道了使用该平台进行的癌症检测实验——其中光漂白效应（不仅影响整体发射强度，还通过1DPC提供的TE/TM模式BSW改变偏振分布）使检测结果可靠性存疑。我们通过理论模型解析实验数据，该模型考虑了染料标记随时间的取向分布、1DPC的光学态密度、光漂白效应及表面结合发射体的旋转扩散，从而实现对各向异性荧光发射的建模及生物传感检测中光漂白效应的有效管理，确保检测结果的正确解读。
关键词： 一维光子晶体、光学生物芯片、布洛赫表面波、癌症生物标志物、荧光发射、光漂白
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过一维光子晶体可视化检测聚电解质
摘要： 这种有机/无机杂化一维光子晶体可用于带电物质的可见光无标记检测。当暴露于各种聚电解质水溶液时，离子相互作用会改变季铵化聚合物层的溶胀率，从而实现可见光检测并伴随光子禁带位移。特别值得注意的是，基于位移程度的差异和速度的不同，可区分具有不同浓度和分子量的聚阴离子。同样地，天然聚电解质（如蛋白质）因溶液pH值和等电点各异，其电荷特性差异使得该装置能通过反射光谱区分三类蛋白质。值得强调的是，不同浓度的疾病生物标志物也可通过肉眼直接检测，无需任何标记。所幸其检测灵敏度基本满足使用需求。凭借便捷性、灵活性、低功耗和可视化优势，这种无标记传感器适用于日常生活场景。
关键词： 一维光子晶体、聚电解质、等电点、可视化检测、癌症标志物
更新于2025-09-10 09:29:36
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含双曲超材料一维光子晶体中的红移间隙
摘要： 在传统的全介质一维光子晶体（1DPCs）中，对于横磁（TM）和横电（TE）两种偏振模式，随着入射角增大，光子带隙会向短波长方向移动（蓝移）。我们基于超常波矢色散特性，在由交替排列的超材料（HMMs）与介质构成的一维光子晶体中，通过理论推导和实验验证实现了TM偏振模式的红移带隙——该超材料通过亚波长晶胞结构的二氧化钛与银层叠仿制而成。但TE偏振模式的带隙仍保持蓝移特性。因此，这类带隙边缘可用于实现高效宽角偏振选择。我们在365纳米波长下，成功实现了50°至80°入射角范围的高效偏振选择。
关键词： 一维光子晶体、红移带隙、偏振选择、双曲超材料
更新于2025-09-04 15:30:14
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利用具有R-GRIN缺陷层的一维光子晶体纳米结构设计平面波调制器
摘要： 本文介绍了一种利用含径向梯度折射率（r-GRIN）缺陷层的一维光子晶体（1DPC）设计的平面波调制器。数值分析中采用了三种具有不同折射率分布函数的r-GRIN材料。通过传输矩阵法研究了透射平面波束的相位与强度特性，根据折射率分布函数获得了径向依赖的缺陷模式及调制的相位与强度。这些结果可通过光子带隙（PBG）的成因——布拉格条件和相消干涉来预测。由于缺陷层折射率的径向依赖性，穿过不同横向位置的光线经历不同的光程，因此缺陷模式和透射光谱（相位与振幅）呈现横向变化。本研究表明人工光子晶体结构在设计平面波调制器及调控其相位与强度方面具有另一重能力。
关键词： 径向梯度折射率、传输矩阵法、一维光子晶体、平面波调制器、光子带隙
更新于2025-09-04 15:30:14