一種基于束縛態(tài)的可調(diào)等離子體光子晶體窄帶濾波器*

周銘杰 譚海云 周巖 諸葛蘭劍 吳雪梅?

1) (蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 蘇州納米科技協(xié)同創(chuàng)新中心, 蘇州 215006)

2) (江蘇省薄膜材料重點實驗室, 蘇州 215006)

3) (蘇州大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院, 蘇州 215006)

4) (蘇州大學(xué)分析測試中心, 蘇州 215123)

利用一維光子晶體和二維等離子體光子晶體構(gòu)建了一種基于束縛態(tài)的可調(diào)窄帶濾波器, 濾波器的工作頻率位于兩個光子晶體的共同禁帶內(nèi).使用COMSOL Multiphysics有限元仿真軟件研究了一維光子晶體的幾何參數(shù)和等離子體參數(shù)對濾波器性能的影響.研究發(fā)現(xiàn)兩個禁帶的中心頻率和深度越接近, 則濾波器的峰值透射率越大, 且中心頻率占主導(dǎo)作用.另一方面, 濾波器的工作頻率與等離子體密度成正比, 與碰撞頻率成反比.濾波器品質(zhì)因子和峰值透射率隨等離子體密度的增大先增大后減小, 隨碰撞頻率的增加而減小.最后,隨著等離子體碰撞頻率的增加, 峰值透射率和品質(zhì)因子沒有發(fā)生顯著下降, 這表明濾波器對等離子體損耗有一定抵抗力.我們相信這項工作有助于一些新型等離子體光子晶體濾波器的研究.

1 引 言

光子晶體（photonic crystals, PCs）自提出以來引起了人們的廣泛關(guān)注[1,2].人們基于PCs對電磁波的調(diào)控能力提出了許多應(yīng)用.例如光子晶體光纖[3]、光子晶體濾波器[4]、光子晶體波導(dǎo)[5]和光子晶體天線[6]等.其中, 光子晶體濾波器[7,8]是一種具有信號頻率選擇功能的器件, 其在微波通信領(lǐng)域得到廣泛的研究[9?12].一般而言, 可調(diào)光子晶體濾波器是一種波……