專利名稱：光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的方法及其裝置，特別是涉及一種三維非線性有機(jī)共軛材料光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的方法和裝置。
背景技術(shù)：
光子晶體是由兩種不同的介電材料所構(gòu)成的、介電常數(shù)在空間周期性變化的晶體。光子晶體具有光子帶隙，波長(zhǎng)(或者頻率)落入光子帶隙內(nèi)的光將被全部反射回去而不能透過光子晶體。利用光子晶體的光子帶隙，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光的傳輸過程進(jìn)行有效的人為控制，因而在集成光子器件和光通信領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。但是普通的光子晶體在制備完成后，其光子帶隙的位置和寬度是固定不變的。可調(diào)諧光子晶體的光子帶隙的位置和寬度，可以通過調(diào)整外部控制參數(shù)來改變，因而具有比普通光子晶體更為靈活和重要的應(yīng)用。
可調(diào)諧光子晶體的實(shí)現(xiàn)主要包含兩個(gè)基本過程一是光子晶體的制備；二是光子帶隙的調(diào)節(jié)。由于空間周期性介電常數(shù)的要求，目前制備一維光子晶體在技術(shù)上很困難。到目前為止，對(duì)一維可調(diào)諧光子晶體只進(jìn)行了初步的理論研究(文獻(xiàn)1，Y.K.Ha，Y.C.Yang，J.E.Kim，H.Y. Park，C.S.Kee，H.Lim and J.C.Lee，“TunableOmnidirectional Reflection Bands and Defect Modes of a One Dimensional PhotonicBand Gap Stmcture with Liquid Crystals”，Appl.Phys.Lett.，2001，79(1)15-17)。制備二維的光子晶體需要利用電子束刻蝕、反應(yīng)離子束刻蝕等微加工技術(shù)，對(duì)技術(shù)條件要求很高，而且價(jià)格昂貴，因而對(duì)二維可調(diào)諧光子晶體的研究也主要集中在理論研究方面(文獻(xiàn)2，C.S.Kee，H.Lim，Y.K.Ha，J.E.Kim，and H.Y. Park，“Two-DimensionalTunable Metallic Photonic Crystals Infiltrated with Liquid Crystals”，Phys.Rev.B，2001，64(8)085114；文獻(xiàn)3，S.W.Leonard，H.M.van Driel，J.Schilling and R.B.Wehrspohn，“Ultrafast Band-Edge Tuning of a Two-Dimensional Silicon Photonic Crystal via Free-Carrier Injection”，Phys.Rev.B，2002，66(16)161102(R))。目前，實(shí)現(xiàn)三維可調(diào)諧光子晶體的通常方法是，首先制備人造Opal，通過在Opal中滲入鐵電材料、鐵磁材料、液晶材料或者半導(dǎo)體材料來制備光子晶體，然后通過外加電(磁)場(chǎng)或者溫度進(jìn)行光子帶隙的調(diào)節(jié)(文獻(xiàn)4，P.Halevi an d F.R.Mendieta，“Tunable Photonic Crystalswith Semiconducting Constituents”，Phys.Rev.Lett.，2000，85(9)1875-1878；文獻(xiàn)5，V. N.Astratov，A.M.Adawi，AM.S.Skolnich，V. K.Tikhomirov，V.Lyubin，D.G.Lidzey，M.Ariu and A.L.Reynolds，“Opal Photonic Crystals Infiltrated with ChalcogenideGlasses”，Appl.Phys.Lett.2001，78(26)4094-4096；文獻(xiàn)6，H.Takeda and K.Yoshino，“Tunable Photonic Band Schemes of Opals and Inverse Opals Infiltrated with LiquidCrystals”，J.Appl.Phys.，2002，92(10)5658-5662；文獻(xiàn)7，Y.K.Ha，J.E.Kim，H.Y.Park，C.S.Kee and H. Lim，“Tunable Three-Dimensional Photonic Crystals UsingSemiconductors with varying Free-Carrier Densities”，Phys. Rev. B，2002，66(7)075109)。但是，這種方法存在很大的缺陷一是光子晶體的制備過程較為復(fù)雜，通常包括模版的制備、填充、燒結(jié)等一系列非常復(fù)雜、難以調(diào)控的過程，要制備高品質(zhì)的光子晶體較為困難，如文獻(xiàn)8，K.Busch an d S.John，“Liquid-Crystal Photonic-Band-Gap Materialsthe Tunable Electromagnetic Vacuum”，Phys.Rev.Lett.1999，83(5)967-970中所述；二是利用溫度調(diào)節(jié)光子帶隙時(shí)，光子晶體的響應(yīng)時(shí)間非常慢，只能達(dá)到毫秒到秒的量級(jí)(文獻(xiàn)9，K.Yoshino，Y.Shimoda，Y. Kawagishi，K.Nakayama，and M.Ozaki，“Temperature Tuning of the Stop Band in Transmission Spectraof Liquid-Crystal Infiltrated synthetic Opal as Tunable Photonic Crystal”，Appl.Phys.Lett.1999，75(7)932-934)；而利用電場(chǎng)調(diào)節(jié)光子帶隙時(shí)，不僅需要復(fù)雜的設(shè)備系統(tǒng)，而且光子晶體的響應(yīng)時(shí)間只能達(dá)到微秒的量級(jí)(文獻(xiàn)10，Y. Shimoda，M.Ozaki，and K.Yoshino，“Electric Field Tuning of a Stop Band in a Reflection Spectrum of SyntheticOpal Infiltrated with Nematic Liquid Crystar”，Appl.Phys.Lett.，2001，79(22)3627-3629)。這就極大地限制了可調(diào)諧光子晶體的實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)中晶體制備復(fù)雜或不可調(diào)諧或者調(diào)諧響應(yīng)速度慢，同時(shí)光子晶體調(diào)諧設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜等主要缺點(diǎn)，從而提供了一種光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的方法及其裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供的光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的方法，包括利用有機(jī)共軛材料自組織生長(zhǎng)的方式制備所需的三維非線性有機(jī)共軛材料光子晶體，泵浦激光沿有機(jī)共軛材料光子晶體的[111]晶向入射所述有機(jī)共軛材料光子晶體，調(diào)節(jié)泵浦激光的強(qiáng)度改變有機(jī)共軛材料光子晶體的光子帶隙位置，實(shí)現(xiàn)有機(jī)共軛材料光子晶體的調(diào)諧。
還包括探測(cè)激光與泵浦激光共線傳播入射到有機(jī)共軛材料光子晶體，信號(hào)處理系統(tǒng)采集并處理從有機(jī)共軛材料光子晶體出射的探測(cè)激光信號(hào)，根據(jù)信號(hào)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)判斷有機(jī)共軛材料光子晶體的調(diào)諧響應(yīng)時(shí)間和調(diào)諧后光子帶隙的位置。所述泵浦激光波長(zhǎng)為400～1200nm，強(qiáng)度為0～100GW/cm2；所述探測(cè)激光強(qiáng)度小于100MW/cm2；所述的有機(jī)共軛材料為聚苯乙烯材料，優(yōu)選為單分散的聚苯乙烯小球。
本發(fā)明提供的光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的裝置，它包括泵浦光路、探測(cè)光路和信號(hào)處理系統(tǒng)。
所述的泵浦光路包括泵浦激光器1、半透半反鏡3、延遲線4、45°全反鏡5和半透半反鏡8；其中半透半反鏡3處于泵浦激光器1和延遲線4之間，與泵浦光路成45°角，延遲線4對(duì)泵浦激光為180°非共線全反射，45°全反鏡5處于延遲線4的反射光路上，半透半反鏡8與45°全反鏡5的二反射面互相垂直，且對(duì)泵浦激光均為45°入射；所述的探測(cè)光路包括探測(cè)激光器2和半透半反鏡8；其中探測(cè)激光器2位于半透半反鏡3的反射光路上，探測(cè)激光對(duì)半透半反鏡8為45°入射；泵浦光路與探測(cè)光路經(jīng)過半透半反鏡8后共線傳播；有機(jī)共軛材料光子晶體10位于半透半反鏡8與單色儀12之間的共線傳播光路上，該光子晶體10前后分別放置聚焦透鏡9和聚焦透鏡11，有機(jī)共軛材料光子晶體10的[111]晶向與所述共線傳播光路平行，并處于聚焦透鏡9的聚焦平面上；調(diào)節(jié)泵浦激光強(qiáng)度的衰減片7放置在半透半反鏡8和聚焦透鏡9之間。
所述信號(hào)處理系統(tǒng)包括單色儀12、光電倍增管13、示波器15和計(jì)算機(jī)14；其中單色儀12的入射狹縫處于聚焦透鏡11的聚焦平面上，光電倍增管13、示波器15和計(jì)算機(jī)14順序電連接；單色儀12采集探測(cè)激光信號(hào)經(jīng)光電倍增管13放大后進(jìn)入示波器15顯示，最后由計(jì)算機(jī)14進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理；半透半反鏡8的透射光路后放置一同步觸發(fā)示波器15的激光二極管16，激光二極管16與示波器15電連接。
半透半反鏡8對(duì)泵浦激光全反射；所述泵浦激光器1為YAG激光器；所述探測(cè)激光器2為OPA激光器；所述衰減片7為帶通衰減片。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1.實(shí)現(xiàn)了光子晶體的可調(diào)諧。
根據(jù)三階非線性光學(xué)Kerr效應(yīng)，有機(jī)共軛材料受到泵浦激光的激發(fā)作用，其折射率n將發(fā)生變化，
n=n0+Δn=n0+120π22Rex(3)I]]>其中，n0為材料的線性折射率，是一個(gè)常數(shù)，c為真空中的光速，x(3)為材料的三階非線性極化率，是一個(gè)復(fù)數(shù)，Rex(3)代表取三階非線性極化率x(3)的實(shí)部的值，I為泵浦光強(qiáng)，π為常數(shù)3.14。通過調(diào)節(jié)泵浦激光強(qiáng)度改變有機(jī)共軛材料的折射率，折射率的變化引起有機(jī)共軛材料光子晶體帶隙的位置發(fā)生變化，由此實(shí)現(xiàn)有機(jī)共軛材料光子晶體的可調(diào)諧。
2.實(shí)現(xiàn)了光子晶體調(diào)諧的超快速時(shí)間響應(yīng)。
由于有機(jī)共軛材料自身的三階非線性光學(xué)Kerr效應(yīng)來源于π電子的離域極化，其時(shí)間響應(yīng)在fs的量級(jí)，因而利用有機(jī)共軛非線性材料制備的三維光子晶體，具有fs量級(jí)的超快速的時(shí)間響應(yīng)。
3.有機(jī)共軛材料光子晶體利用有機(jī)共軛材料自組織生長(zhǎng)的方式制備，制備技術(shù)簡(jiǎn)單。
4.本發(fā)明的光子晶體調(diào)諧裝置設(shè)備簡(jiǎn)單、操作步驟簡(jiǎn)潔、數(shù)據(jù)測(cè)試簡(jiǎn)單快捷。


圖1是本發(fā)明光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的裝置的示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例1制備的聚苯乙烯光子晶體的透過譜曲線；圖3是本發(fā)明實(shí)施例1制備的聚苯乙烯光子晶體在580nm處探測(cè)光的透過率隨時(shí)間延遲的變化曲線；圖4是本發(fā)明實(shí)施例1制備的聚苯乙烯光子晶體在540nm處探測(cè)光的透過率隨時(shí)間延遲的變化曲線；圖5是本發(fā)明實(shí)施例1制備的聚苯乙烯光子晶體在580nm處探測(cè)光透過率的改變量隨泵浦光強(qiáng)度的變化曲線；圖6是本發(fā)明實(shí)施例1制備的聚苯乙烯光子晶體在580nm處光子帶隙的遷移量隨泵浦光強(qiáng)度的變化曲線。
圖面說明泵浦激光器1 探測(cè)激光器2 半透半反鏡3 延遲線445°全反鏡5 衰減片7 半透半反鏡8 聚焦透鏡9有機(jī)共軛材料光子晶體10 聚焦透鏡11 單色儀12光電倍增管13計(jì)算機(jī)14 示波器15 激光二極管16
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1利用有機(jī)共軛材料自組織生長(zhǎng)的方式制備所需的三維非線性有機(jī)共軛材料光子晶體，步驟為(1)利用兩塊光潔度為II級(jí)、厚度為2mm、直徑為20mm的玻璃基片，其中一片在距圓心5mm處留有一直徑為3mm的圓孔，在圓孔內(nèi)插入一直徑3mm、長(zhǎng)15mm的空心玻璃管，插入深度為1.5mm，并用樹脂粘好；(2)將兩塊基片用膠粘好，中間留一喇叭形空間用于生長(zhǎng)光子晶體。粘接厚度為0.3mm，由也可按實(shí)際要求從微米到毫米量級(jí)選取。喇叭形口用二氧化鈦粉封住。用寬4mm的橡皮條包住基片外緣，并用細(xì)銅絲扎緊；(3)在玻璃管中注滿濃度為0.015％的單分散的聚苯乙烯小球的懸濁液，將玻璃管與水平面成45°角放置于潔凈室內(nèi)。不斷補(bǔ)充懸濁液，直到長(zhǎng)成所需尺寸的聚苯乙烯光子晶體為止；(4)使用光譜儀測(cè)量所制備的聚苯乙烯光子晶體的透過譜曲線，該曲線反映光子帶隙的結(jié)構(gòu)，如圖2所示光子帶隙的中心波長(zhǎng)為550nm，帶隙的深度接近兩個(gè)數(shù)量級(jí)，而且光子帶隙的兩個(gè)邊緣很陡，說明所制備的是高質(zhì)量的光子晶體。
實(shí)施例2按圖1搭建本發(fā)明提供的光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的裝置，包括泵浦光路、探測(cè)光路和信號(hào)處理系統(tǒng)所述的泵浦光路包括泵浦激光器1、半透半反鏡3、延遲線4、45°全反鏡5和半透半反鏡8；其中半透半反鏡3處于泵浦激光器1和延遲線4之間，與泵浦光路成45°角，延遲線4對(duì)泵浦激光為180°非共線反射，45°全反鏡5處于延遲線4的反射光路上，半透半反鏡8與45°全反鏡5的二反射面互相垂直，且對(duì)泵浦激光均為45°入射。
所述的探測(cè)光路包括探測(cè)激光器2和半透半反鏡8；其中探測(cè)激光器2位于半透半反鏡3的反射光路上，它是由半透半反鏡3的反射激光來泵浦；探測(cè)激光對(duì)半透半反鏡8為45°入射。
泵浦光路與探測(cè)光路經(jīng)過半透半反鏡8后共線傳播；實(shí)施例1制備的聚苯乙烯光子晶體位于半透半反鏡8與單色儀12之間的共線傳播光路上，該光子晶體前后分別放置聚焦透鏡9和聚焦透鏡11，聚苯乙烯光子晶體的[111]晶向與所述共線傳播光路平行，并處于聚焦透鏡9的聚焦平面上；調(diào)節(jié)泵浦激光強(qiáng)度的衰減片7放置在半透半反鏡8和聚焦透鏡9之間，所述的衰減片7為帶通衰減片。
所述的信號(hào)處理系統(tǒng)包括單色儀12、光電倍增管13、示波器15和計(jì)算機(jī)14；其中單色儀12的入射狹縫處于聚焦透鏡11的聚焦平面上，光電倍增管13、示波器15和計(jì)算機(jī)14順序電連接，單色儀12采集探測(cè)激光信號(hào)經(jīng)光電倍增管13放大后進(jìn)入示波器15顯示，最后由計(jì)算機(jī)14進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理。
半透半反鏡8的透射光路后放置一同步觸發(fā)示波器15的激光二極管16，激光二極管16與示波器15電連接。
所有光學(xué)部件均安裝光具座上，光具座按要求分布在導(dǎo)軌上。
本實(shí)施例中，泵浦激光器1為脈沖35ps的YAG激光器，所發(fā)泵浦激光波長(zhǎng)為1064nm，因?yàn)榫郾揭蚁┎牧嫌貌ㄩL(zhǎng)1064nm的激光激發(fā)的三階非線性效應(yīng)較強(qiáng)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根據(jù)有機(jī)共軛材料的種類選取不同波長(zhǎng)的泵浦激光，其范圍為400～1200nm。泵浦激光的強(qiáng)度范圍以不損壞有機(jī)共軛材料光子晶體為限，一般為0～100GW/cm2，本實(shí)施例中YAG激光器的輸出光強(qiáng)為40.6GW/cm2，調(diào)節(jié)帶通衰減7可使入射聚苯乙烯光子晶體的泵浦激光強(qiáng)度在0到40.6GW/cm2之間連續(xù)變化；探測(cè)激光器2為OPA激光器，由YAG激光器輸出的激光泵浦，所以O(shè)PA激光器發(fā)出的探測(cè)激光的脈沖寬度同泵浦激光相同。為了降低探測(cè)激光對(duì)有機(jī)共軛材料三階非線性效應(yīng)的影響，探測(cè)激光強(qiáng)度應(yīng)小于100MW/cm2。
在本實(shí)施例中，所述的半透半反鏡8對(duì)波長(zhǎng)為1064nm的泵浦激光全反射；通過延遲線4調(diào)節(jié)泵浦激光脈沖與探測(cè)激光脈沖之間的時(shí)間延遲關(guān)系，確定零時(shí)間延遲時(shí)延遲線4的位置。
實(shí)施例3利用實(shí)施例2搭建的裝置做光子晶體的調(diào)諧響應(yīng)時(shí)間及可調(diào)諧的測(cè)量。
調(diào)節(jié)帶通衰減片將通過聚苯乙烯光子的泵浦激光強(qiáng)度設(shè)定為40.6GW/cm2；調(diào)節(jié)OPA激光器將探測(cè)激光的波長(zhǎng)設(shè)定為580nm，此波長(zhǎng)位于聚苯乙烯光子晶體光子帶隙的長(zhǎng)波帶邊。調(diào)節(jié)延遲線4，測(cè)量探測(cè)激光的透過率隨時(shí)間延遲的變化曲線，如圖3所示信號(hào)曲線以零時(shí)間延遲為中心呈對(duì)稱分布，并且在時(shí)間延遲為零處，探測(cè)激光透過率達(dá)到最小值。信號(hào)曲線的半極小值的全寬度(HMFW)接近于泵浦激光的脈沖寬度，說明該聚苯乙烯光子晶體的調(diào)諧響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)快于測(cè)量系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。因而，在本實(shí)施例中，受泵浦激光脈沖寬度35ps的限制，可知光子晶體的響應(yīng)時(shí)間至少達(dá)到了ps量級(jí)。
調(diào)節(jié)帶通衰減片將泵浦激光的強(qiáng)度設(shè)定為40.6GW/cm2；調(diào)節(jié)OPA激光器將探測(cè)激光的波長(zhǎng)設(shè)定為540nm，此波長(zhǎng)位于聚苯乙烯光子晶體光子帶隙的短波帶邊。調(diào)節(jié)延遲線4，測(cè)量探測(cè)激光的透過率隨時(shí)間延遲的變化曲線，如圖4所示。根據(jù)圖3和圖4可知，在580nm處測(cè)得的探測(cè)激光的透過率在零時(shí)間延遲處達(dá)到了最小值，在540nm處測(cè)得的探測(cè)激光的透過率在零時(shí)間延遲處達(dá)到了最大值，表明光子帶隙向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。
調(diào)節(jié)帶通衰減片使得泵浦激光的強(qiáng)度從0連續(xù)增加到40.6GW/cm2，在580nm處測(cè)量探測(cè)激光透過率的改變量隨泵浦激光強(qiáng)度的變化曲線。如圖5所示，隨著泵浦激光強(qiáng)度的增加，探測(cè)激光透過率的改變量也逐漸增加。與圖2所示的聚苯乙烯光子晶體的透過譜曲線相比較，計(jì)算光子帶隙的遷移量，做出光子帶隙的遷移量隨泵浦光強(qiáng)度的變化曲線，如圖6所示。隨著泵浦激光強(qiáng)度的增加，光子帶隙是連續(xù)可調(diào)的。在本實(shí)施例中，光子帶隙最大移動(dòng)了13nm。
權(quán)利要求
1.一種光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的方法，其特征在于，包括利用有機(jī)共軛材料自組織生長(zhǎng)的方式制備所需的三維非線性有機(jī)共軛材料光子晶體，泵浦激光沿有機(jī)共軛材料光子晶體的[111]晶向入射所述有機(jī)共軛材料光子晶體，調(diào)節(jié)泵浦激光的強(qiáng)度改變有機(jī)共軛材料光子晶體的光子帶隙位置，實(shí)現(xiàn)有機(jī)共軛材料光子晶體的調(diào)諧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的方法，其特征在于，還包括探測(cè)激光與泵浦激光共線傳播入射到有機(jī)共軛材料光子晶體，信號(hào)處理系統(tǒng)采集并處理從有機(jī)共軛材料光子晶體出射的探測(cè)激光信號(hào)，根據(jù)信號(hào)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)判斷有機(jī)共軛材料光子晶體的調(diào)諧響應(yīng)時(shí)間和調(diào)諧后光子帶隙的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的方法，其特征在于，所述泵浦激光波長(zhǎng)為400～1200nm，強(qiáng)度為0～100GW/cm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的方法，其特征在于，所述探測(cè)激光強(qiáng)度小于100MW/cm2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的方法，其特征在于，所述的有機(jī)共軛材料為聚苯乙烯材料，優(yōu)選為單分散的聚苯乙烯小球。
6.一種實(shí)施權(quán)利要求1或2所述方法的光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的裝置，其特征在于，它包括泵浦光路、探測(cè)光路和信號(hào)處理系統(tǒng)；所述的泵浦光路包括泵浦激光器(1)、半透半反鏡(3)、延遲線(4)、45°全反鏡(5)和半透半反鏡(8)；其中半透半反鏡(3)處于泵浦激光器(1)和延遲線(4)之間，與泵浦光路成45°角，延遲線(4)對(duì)泵浦激光為180°非共線全反射，45°全反鏡(5)處于延遲線(4)的反射光路上，半透半反鏡(8)與45°全反鏡(5)的二反射面互相垂直，且對(duì)泵浦激光均為45°入射；所述的探測(cè)光路包括探測(cè)激光器(2)和半透半反鏡(8)；其中探測(cè)激光器(2)位于半透半反鏡(3)的反射光路上，探測(cè)激光對(duì)半透半反鏡(8)為45°入射；泵浦光路與探測(cè)光路經(jīng)過半透半反鏡(8)后共線傳播；有機(jī)共軛材料光子晶體(10)位于半透半反鏡(8)與單色儀(12)之間的共線傳播光路上，該光子晶體(10)前后分別放置聚焦透鏡(9)和聚焦透鏡(11)，有機(jī)共軛材料光子晶體(10)的[111]晶向與所述共線傳播光路平行，并處于聚焦透鏡(9)的聚焦平面上；調(diào)節(jié)泵浦激光強(qiáng)度的衰減片(7)放置在半透半反鏡(8)和聚焦透鏡(9)之間。所述的信號(hào)處理系統(tǒng)包括單色儀(12)、光電倍增管(13)、示波器(15)和計(jì)算機(jī)(14)；其中單色儀(12)的入射狹縫處于聚焦透鏡(11)的聚焦平面上，光電倍增管(13)、示波器(15)和計(jì)算機(jī)(14)順序電連接；單色儀(12)采集探測(cè)激光信號(hào)經(jīng)光電倍增管(13)放大后進(jìn)入示波器(15)顯示，最后由計(jì)算機(jī)(14)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理；半透半反鏡(8)的透射光路后放置一同步觸發(fā)示波器(15)的激光二極管(16)，激光二極管(16)與示波器(15)電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的裝置，其特征在于，所述的半透半反鏡(8)對(duì)泵浦激光全反射。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的裝置，其特征在于，所述泵浦激光器(1)為YAG激光器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的裝置，其特征在于，所述探測(cè)激光器(2)為OPA激光器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的裝置，其特征在于，所述衰減片(7)為帶通衰減片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光子晶體超快速響應(yīng)調(diào)諧的方法及其裝置。該方法利用有機(jī)共軛材料自組織生長(zhǎng)的方式制備所需的三維非線性有機(jī)共軛材料光子晶體，泵浦激光沿有機(jī)共軛材料光子晶體的[111]晶向入射該光子晶體，激發(fā)有機(jī)共軛材料的三階非線性效應(yīng)，從而改變光子晶體的光子帶隙位置；調(diào)節(jié)泵浦激光的強(qiáng)度可改變有機(jī)共軛材料光子晶體的光子帶隙位置，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)共軛材料光子晶體的調(diào)諧，調(diào)諧響應(yīng)時(shí)間可達(dá)到fs量級(jí)。實(shí)現(xiàn)該方法的裝置包括泵浦光路、探測(cè)光路和信號(hào)處理系統(tǒng)，由泵浦光路調(diào)諧有機(jī)共軛材料光子晶體，探測(cè)光路提供探測(cè)信號(hào)，信號(hào)處理系統(tǒng)采集并處理數(shù)據(jù)；該光子晶體調(diào)諧裝置設(shè)備簡(jiǎn)單，操作步驟簡(jiǎn)潔，數(shù)據(jù)測(cè)試簡(jiǎn)單快捷。
文檔編號(hào)G02F1/01GK1510459SQ0215798
公開日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2002年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者胡小永, 張琦, 劉元好, 程丙英, 張道中 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院物理研究所