有限支撑三维硅光子带隙晶体反射率的计算
光学
2017-04-27 v1
摘要
为了解释近期的实验，我们数值研究了具有完整三维光子带隙的三维 (3D) 光子晶体的反射率。我们采用有限元方法研究了具有立方金刚石状反木堆结构的晶体。高折射率骨架具有类似于硅的介电函数。我们研究了厚度高达十个晶胞 () 的晶体。晶体被真空包围，并具有与实验中相同的有限支撑。偏振分辨反射光谱显示了与有限晶体中驻波相关的 Fabry-P{\'e}rot 干涉条纹，以及即使对于薄晶体也具有近 反射率的宽阻带。从强反射峰可以推断，实验中观察到的最大反射率不受有限尺寸的限制。阻带的频率范围与无限完美晶体光子能带结构中的阻隙高度一致。观察到的阻带频率范围几乎不随入射角变化，这是合理的，因为阻带是三维带隙的一部分。此外，该结果支持了先前的断言，即用大数值孔径测量的强反射峰提供了三维光子带隙的可靠特征。Bragg 衰减长度 超过了先前基于阻带宽度的估计值的 至 倍。因此，实验中研究的厚度为 个晶胞的晶体处于厚晶体极限 ()。在我们对 p 偏振波的计算中，我们还观察到了 Fabry-P{\'e}rot 干涉条纹零反射与 Brewster 角之间一种尚未在实验中观察到的有趣杂化。
引用
@article{arxiv.1609.01112,
title = {Reflectivity calculated for a 3D silicon photonic band gap crystal with finite support},
author = {D. Devashish and Shakeeb B. Hasan and J. J. W. van der Vegt and Willem L. Vos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.01112},
year = {2017}
}