入射角度对结果的影响

下面通过实验研究THz波斜入射光子晶体时对导模谐振谱线的影响。PC1光子晶体芯片沿竖直方向转动θ角后的透射光谱线如图6.4所示。随着入射角度的增大,第一谐振中心频率在0°~30°内基本不发生变化,大于30°后从0.87 THz略微向高频移动到0.91 THz,而透过率从-27 dB迅速下降到-40 dB;第二谐振的中心频率在0°~30°内也基本不发生变化,大于30°后从1.70 THz迅速向高频方向移动到1.90 THz,而透过率从-12.3 dB迅速下降到-35.7 dB。可见,入射角度对光子晶体透射光谱的影响是非线性的,小角度(θ＜30°)时的影响是微弱的,随着角度增大,这种影响就急剧增加,使得透过率下降、谐振频率蓝移。

图6.4　实验测得PC1的透射光谱线随角度的变化[1](www.xing528.com)

此外,小角度(θ＜30°)时,谱线保持对称线型;当θ＞30°时,谱线明显地变得不对称,成为Fano线型。斜入射破坏了传输系统的对称性,同时引入了非对称因子,使得导模谐振由对称线型变为非对称线型,这在实验上证实了上面理论分析的正确性。

本节系统研究了THz光子晶体柱阵列的导模谐振效应,理论上发现了该导模谐振与光子带隙的对应关系,并建立了光子晶体柱阵列的有效介质理论和谐振模型,解释了这一新型人工电磁谐振效应的对称与非对称谱线线型间的内在关系与相互转化规律,为利用这一效应进行定性和定量传感检测奠定了基础。此外,还在实验上研究了入射角度与导模谐振频率和强度间的关系,结果证明入射光微小的角度变化对THz光子晶体的透射光谱几乎不产生影响,而大角度的斜入射却能明显改变THz光子晶体的谐振位置和强度,这意味着通过转动入射角度的方式可以实现对器件的调控。