石墨烯缺陷对光子晶体光吸收特性的调制

摘要

通过构造含石墨烯缺陷光子晶体结构模型(ACG^(K1)CB)^(N)CG^(K)C(BCG^(K2)CA)^(M),利用传输矩阵法理论和计算机模拟仿真的方式,研究了石墨烯缺陷对光子晶体光吸收特性的调制作用。当光子晶体中引入石墨烯缺陷后,光子晶体的光吸收率增强,并出现明显的窄带吸收峰。随着周期数M或K_(2)增大,光子晶体的光吸收率增强,当M=6时吸收率达到96.55%,当K_(2)=4时吸收率达到43.30%,而且吸收峰随M增大向短波方向移动,但随K_(2)增大向长波方向移动。随着周期数K增大,光子晶体的光吸收率先增大到极大值后再减弱,且吸收峰向短波方向移动。随着A介质层(硅单质)厚度d_(A)的增大,光子晶体的光吸收率增强,当d_(A)=178.25 nm时吸收率达到48.54%,且吸收峰向长波方向移动;随着B、C介质层(分别为四氯化碳和砷化镓)厚度d_(B)、d_(C)增大,光子晶体的光吸收率减弱,当d_(B)=178.25 nm时吸收率为33.12%,当d_(C)=155.25 nm时吸收率为25.89%,且吸收峰向长波方向移动。随着光入射角θ增大,光子晶体的光吸收率先增大到极大值后再减弱,且吸收峰向短波方向移动。研究结果表明石墨烯缺陷对光子晶体光吸收特性具有很好的调制作用,为新型光学吸收器、滤波器和全反射器等材料研究和选择提供理论参考。