二维八重准晶有机光子晶体平板的光传输特性及其应用前景

本文主要探讨了二维八重准晶有机光子晶体平板的光学传播特性，该研究采用了时域有限差分法作为核心分析工具。研究对象是聚苯乙烯基质构成的两种结构，一种是空气柱平板结构，另一种是聚苯乙烯介质柱结构。研究发现，在这两种结构中，即使在低折射率对比度条件下，也存在着可见光波段的光子带隙和本征模式，这是光子晶体固有的特性，表明即使在非理想情况下，也能实现对光的有效控制。 光子带隙是光子无法传播的特定频率范围，这对于光的引导和过滤具有重要意义。研究结果显示，随着平板厚度的增加，光子带隙中心位置会发生红移，即向长波长方向移动，这与光的传播路径和材料参数的变化密切相关。这一现象对于理解和设计具有特定光谱响应的光学器件至关重要。 进一步的研究关注了在准晶结构中引入缺陷微腔的情况。引入缺陷后，光子带隙内的缺陷模表现出显著的位置和波长红移特性，这种特性随微腔结构的不同而呈现出明显差异。这种差异性的产生是由于两种物理机制共同作用的结果：一是光子晶体缺陷能级的变化，它影响着光子的行为；二是微腔支持的驻波条件，即光波在微腔内部的周期性反射，这导致了光的共振和能量集中。 这项研究对于有机准晶发光器件的实验制备提供了重要的理论指导。它揭示了如何通过调控二维八重准晶结构和缺陷微腔来精确控制光的传播和模式转换，这对于开发新型高效、灵活的光电子设备，如光存储器、光开关和光滤波器等领域具有实际应用价值。此外，它还扩展了人们对光子晶体和有机材料在光子学领域的理解，为进一步推动相关领域的研究奠定了坚实的基础。