金属缺陷调控一维光子晶体滤波特性：深度分析与影响参数

本文主要探讨了金属薄膜缺陷模对一维光子晶体滤波特性的影响。作者运用时域有限差分（FDTD）方法，对由银（Ag）和氧化铟锡（ITO）薄膜组成的光子晶体结构在300至800纳米波段的滤波性能进行了深入研究。研究的关键参数包括金属缺陷层的厚度、入射光线的角度以及ITO薄膜的厚度。 首先，金属缺陷层厚度的变化对光子晶体滤波特性起着关键作用。通过调整缺陷层的厚度，可以调控光子晶体的滤波范围，即允许通过的光谱宽度，同时也能改变滤波波形的形状。这意味着设计者可以根据具体的应用需求来精细调整光子晶体的行为，实现不同频率的选择性过滤。 其次，对于入射光线的小角度变化，即在0°到20°之间，结果显示对光子晶体滤波性能的影响相对较小。这说明在特定的入射角范围内，光子晶体的滤波性能相对稳定，对角度变化具有较好的鲁棒性，这对于实际应用中的角度不敏感设备设计是非常重要的。 最后，随着ITO薄膜厚度的增加，滤波波谱呈现出明显的周期性变化。这种现象可能是由于光在不同厚度的介质中传播时，由于材料的光学性质差异导致的共振效应或周期性衰减。这种周期性变化对于理解和优化光子晶体的性能有着重要意义，如设计多频带滤波器或者光调制器。 该研究深入揭示了金属薄膜缺陷对一维光子晶体滤波特性的调控机制，为光电子器件的设计提供了重要的理论依据，特别是对于那些对滤波精度和响应范围有严格要求的应用，如光学通信、光探测和光开关等。同时，这也强调了精确控制材料参数在光子晶体设计中的核心地位。