基于液晶的一維光子晶體缺陷模的電場調(diào)控特性研究.pdf

1、　　在一維光子晶體中填充液晶,由于液晶具有雙折射特性,又因?yàn)橐壕У碾p折射率對(duì)電場和溫度變化比較敏感,所以可以通過外加電場和溫度來調(diào)控液晶的有效折射率,從而達(dá)到對(duì)光子晶體缺陷模的調(diào)控。相比其他光電材料而言光子晶體在調(diào)諧范圍具有明顯的優(yōu)勢。
　　首先當(dāng)電場強(qiáng)度大于閾值時(shí),液晶可以看成是單軸介質(zhì),其折射率可以通過電場方向來調(diào)控。在光子晶體中引入缺陷層液晶,利用傳輸矩陣法研究了含有一層填充不同液晶(分別為 E7、5CB 或 BL-009

2、)缺陷的一維光子晶體缺陷模的電場調(diào)控特性。結(jié)果表明：對(duì)應(yīng)于E7、5CB或BL-009不同液晶缺陷,缺陷模波長可調(diào)量分別為43nm、34.5nm和37.1nm,電場對(duì)E7這種液晶相對(duì)于其他兩種液晶可調(diào)量更大。隨著垂直入射光與電場方向間夾角θ在(00,900)內(nèi)增大,缺陷模波長向著短波方向漂移。這是由于有效折射率的變化及變化范圍所引起的。
　　其次利用傳輸矩陣法研究了含液晶一維光子晶體的缺陷模。數(shù)值計(jì)算了 ZnO層厚度或液晶層厚度為

3、固定值,垂直入射光與電場方向間夾角θ為00、300、600和900時(shí),含液晶一維光子晶體缺陷模的波長隨液晶層厚度(或ZnO層厚度)的變化關(guān)系。結(jié)果表明：當(dāng)ZnO層厚度為90.8nm定值時(shí),波長為850nm光通信窗口對(duì)應(yīng)的液晶層厚度范圍為139~158nm；當(dāng)液晶層厚度為141.7nm定值時(shí),波長為850nm光通信窗口對(duì)應(yīng)的ZnO層厚度范圍為88.7~102.3nm。要得到缺陷模波長為850nm,垂直入射光與電場方向間夾角θ越小,ZnO或

4、液晶層厚度就越小。
　　最后利用傳輸矩陣法研究了帶有缺陷層的填充液晶的一維光子晶體的缺陷模。當(dāng)電場強(qiáng)度大于閾值時(shí),液晶可以看成是單軸介質(zhì),其折射率可以通過電場方向來調(diào)控。同時(shí)液晶折射率又是溫度的函數(shù),其折射率又可以通過改變外界環(huán)境溫度來控制。數(shù)值模擬了含缺陷層液晶的光子晶體的缺陷模隨不同電場方向和溫度下變化規(guī)律,分析了電場和溫度對(duì)含缺陷層液晶的光子晶體的缺陷模調(diào)控特性。得出了相對(duì)于溫度調(diào)控,電場可調(diào)范圍較大。還分析了某一電場入射