基于有槽光子晶体纳米梁腔的折射率传感器研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shicyh
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随着科技的发展,在光电子技术领域中,基本的材料和结构已经不能满足社会发展的需求。光子晶体纳米梁腔(Photonic Crystal Nanobeam Cavity,PCNC)因为具备体积小、易于存储能量,具有较高的品质因子和较小的模体积等优良的特性,越来越受到研究者的青睐,在诸如探测器、滤波器、调制器以及低阈值激光器、光存储、折射率传感器等领域具有非常广泛的应用。为构建和发展新型的具有优良传感性能的折射率传感器,为实际制备具有高灵敏度和高可靠性的折射率传感器提供理论依据和指导原则,本文在前期研究的基础上,设计和提出了两种新型的有槽光子晶体纳米梁腔,并采用数值模拟方法研究了基于这两种有槽光子晶体纳米梁腔的折射率传感器的传感性能。本论文的主要研究内容和结论为以下几个方面:1)设计并提出了一种新型的有槽H型光子晶体纳米梁腔,利用平面波展开法对其能带结构进行了分析,利用时域有限差分方法研究了不同结构参数下有槽H型光子晶体纳米梁腔的品质因子、模体积等光学特性,再对基于有槽H型光子晶体纳米梁腔的折射率传感器的传感性能进行了研究,结果表明该折射率传感器的品质因子为2×10~6、模体积为0.035(λ/n)~3、灵敏度为704.17 nm/RIU。2)设计并提出了一种新型的有槽鱼骨型光子晶体纳米梁腔,同样利用平面波展开法分析了其能带结构,通过时域有限差分方法研究了有槽鱼骨型光子晶体纳米梁腔在不同结构参数下的品质因子、模体积等光学特性。最后对有槽鱼骨型光子晶体纳米梁腔的折射率传感器的传感性能进行了研究,结果表明该折射率传感器的品质因子为3.5×10~6、模体积为0.0216(λ/n)~3和灵敏度为514.75 nm/RIU。
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