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基于紧束缚法的空气栅光子晶体双缺陷模传感机理研究
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:2015.5.10
  • 页码:0514001-1-0514001-6
  • 分类:O436[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室,河北秦皇岛066004, [2]燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感器重点实验室,河北秦皇岛066004
  • 相关基金:国家自然科学基金(61201112,61172044,61475133); 河北省自然科学基金(F2013203250,F2012203169); 河北省普通高校学校青年拔尖人才计划项目(BJ2014056); 燕山大学青年教师自主研究计划项目(14LG013)
  • 相关项目:基于缺陷态光子晶体表面波谐振和光谱重构原理的高通量生物分子信息检测研究
中文摘要:

为了降低外界环境温度变化对单缺陷光子晶体折射率传感的干扰,提出了一种双缺陷空气栅光子晶体的传感模型。通过紧束缚法分析光子晶体双缺陷模的产生机理,并结合传输矩阵理论分析该光子晶体结构的光学传输特性。针对折射率和温度的交叉敏感问题,提出了一种消除温度干扰的方法,并建立两缺陷模波长与光子晶体结构参数之间的关系模型。利用该空气栅光子晶体,通过观测双缺陷峰波长的漂移,即可实现待测气体样本参数的动态监测。通过数值模拟可以发现,两缺陷模的波长均与待测气体的折射率呈线性关系,该传感具有结构简单和精度高等优点。

英文摘要:

In order to reduce the interference of ambient temperature changes to the single defect photonic crystal sensing, a double defect mode sensing model of air gate photonic crystal is proposed. The mechanism of the double defect mode is analyzed by tight-binding method, and the optical transmission property of the photonic crystal structure is analyzed by the transmission matrix method. For the cross-sensitive issue of temperature and refractive index, a method to eliminate the temperature interference is proposed, and the relation model between the two defect mode wavelengths and the structure parameters of the photonic crystal are established. Using the air gate photonic crystal structure, the dynamic monitoring of the detected gas sample parameters can be achieved from the shift of the resonant transmission peak. The numerical simulation shows that the relation between double defect sensor has the features of double defect mode wavelengths and the gas refractive index is linear. The sensor has the advantages of simple structure and high precision.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849