Novel Interactions of Materials with Radiation Field in Photonic Cystals

光子晶体中材料与辐射场的新颖相互作用

基本信息

  • 批准号:
    07404049
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    1995
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1995 至 1997
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We Succeeded for the first time in fabricating Such a 2D photonic crystal with the lattice constant on the order of 1mum as having a common 2D photonic band gap for H-polarization. We have revealed experimentally the unique optical properties Which include the existence of the uncoupled modes that can not couple to the external plane wave, anomalous excitation-wavelength-dependent spectra of 0-th-to-3rd order Bragg reflected intensities that are another manifestation of physical property of the respective photonic bands, and emission spectra from a small amount of molecules placed in a 2D photonic lattice that reflect also the density of the present photon states.We found new mirror-less laser actions characteristic of a 2D photonic crystal. By optically-pumping a 2D photonic-lattice specimen with the air-holes filled with a dye-solution, we observed the laser action at two specific wavelengths, i.e., one around the peak of the spontaneous emission spectrum and the other at a longer wavelength. The respective mechanisms are elucidated as being caused by a high Q-value of an uncoupled eigen-mode and a slow group velocity at a specific wavelength resulting in a long effective interaction length with the help of a small amount of feedback at the interfaces.Next, on the basis of a simulation experiment in the far-infrared region we have found that a simple cubic lattice made of a high dielectric constant should have a full band gap, which is most attractive for developing such a 3D photonic lattice at visible wavelengths.We have also developed theoretical woks with a lots of outcomes. Namely, we have assigned the respective eigen-modes the group theoretical symmetry in a few typical 2D and 3D photonic lattices, including identification of the uncoupled mode, constructed a general theory on the basis of Green function for optical response of the photonic crystal, and also developed a new method for exploring defect modes.
我们首次成功制造了晶格常数为1μm量级的二维光子晶体,具有常见的H偏振二维光子带隙。我们通过实验揭示了独特的光学特性,其中包括不能耦合到外部平面波的非耦合模式的存在,0阶到3阶布拉格反射强度的反常激发波长相关光谱,这是各个光子带的物理性质,以及放置在二维光子晶格中的少量分子的发射光谱,这些光谱也反映了当前光子态的密度。我们发现了二维光子的新无镜激光作用特征 水晶。通过对气孔充满染料溶液的二维光子晶格样本进行光学泵浦,我们观察到了两个特定波长下的激光作用,即一个在自发发射光谱的峰值附近,另一个在较长的波长下。各自的机制被阐明是由非耦合本征模的高 Q 值和特定波长下的慢群速度引起的,从而在界面处的少量反馈的帮助下产生长的有效相互作用长度。基于远红外区域的模拟实验,我们发现由高介电常数制成的简单立方晶格应该具有全带隙,这对于开发这种可见光波长的3D光子晶格最有吸引力。我们还开发了理论工作有很多成果。也就是说,我们在一些典型的2D和3D光子晶格中分配了各自的本征模的群理论对称性,包括非耦合模式的识别,构建了基于格林函数的光子晶体光学响应的​​一般理论,以及还开发了一种探索缺陷模式的新方法。

项目成果

期刊论文数量(46)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.Sakoda etal.: "Numerical method for Localized defect modes in photonic lattices" Physical Review B. 56. 4830-4835 (1997)
K.Sakoda 等人:“光子晶格中局部缺陷模式的数值方法”物理评论 B. 56. 4830-4835 (1997)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Sakoda: "Numerical analysis of the interference patterns in the optical transmission spectra of a square photonic lattice" J.of Optical Society of America, B. 14-8. 1961-1966 (1997)
K.Sakoda:“方形光子晶格光学传输光谱中干涉图案的数值分析”,美国光学学会杂志,B. 14-8。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Wada etal.: "A simple cubic photonic lattice in silicon" Applied physics Letters. 70. 2996-2998 (1997)
M.Wada 等人:“硅中的简单立方光子晶格”应用物理快报。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Sakoda: "Group-theoretical classification of eigenmodes in three-dimensional photonic lattices" Physical Review B. 55・23. 15345-15348 (1997)
K.Sakoda:“三维光子晶格中本征模的群理论分类”物理评论 B. 55・23(1997)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Sakoda: "Transmittance and Bragg reflectivity of two-dimensional Photonic lattices." Physical Review B. 52. 8992-9002 (1995)
K.Sakoda:“二维光子晶格的透射率和布拉格反射率。”
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  • 发表时间:
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    0
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