狭帯域に発光する熱輥射光源は，高効率赤外光源や熱光起電力発電等への応用が期待される.本研究では，量子井戸(QWs)のサブバンド間遷移(ISB-T)による光吸収係数の制御と，2次元フォトニック結晶(PC)スラブによる光共捩作用を組み合わせることにより，単峰•狭帯域な熱輻射光源を設計した.設計においては，サブパンド間遷移の吸収帯域における光共振モードの単一化を行い，かつその共振モードにおける吸収レートと放射レートを適切に調整した.その結果，単峰•狭帯域(Q＞100)・高放射率(～0.9)かつ狭放射広がり角(～20° )なスペクトルを有する熱輻射光源の設計が実現した.また，設計光源においては，面垂直方向に一定のピーク強度を得るために必要な入力パワーを黒体光源と比較して1/200程度に抑えられることが数値計算により明らかとなった.%Narrow-bandwidth thermal emitters are desired for applications such as highly-efficient infrared light sources and thermophotovoltaic devices. In this report, we describe a procedure for designing single-mode very-narrowband thermal emitters based on absorption coefficient control by intersubband transition (ISB-T) in quantum wells (QWs) and optical resonance in two-dimensional photonic crystal (2D-PC) slabs. We position a single isolated mode of the PC within the absorption range oHSB-T, and precisely match the mode's radiation rate with its absorption rate. The optimized emitters show single-peak emission with a quality factor Q ＞100, an emissivity of ～0.9, and a radiation divergence cone of ～20°. We also theoretically demonstrate that the required input power for one of our designed emitters to maintain a given peak intensity in the surface-normal direction is as little as 1/200 of that for the blackbody emitter.
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机译：有望将窄带发射源应用于高效红外光源，热光电发电等。在这项研究中，研究了量子阱（QW）的子带间跃迁（ISB-T）。我们通过将光吸收系数控制与二维光子晶体（PC）平板光学共螺杆作用相结合，设计了一个单峰/窄带热辐射光源。统一了光纤中的光共振模式，并适当调整了共振模式下的吸收率和发射率，结果出现了单峰，窄带（Q> 100），高发射率（〜0.9）和窄实现了具有辐射扩展角（最大20°）的光谱的热辐射光源的设计，此外，在获得垂直方向上恒定的峰值强度所需的输入功率方面，将设计光源与黑体光源进行了比较。数值计算表明，可以将其抑制到大约1 / 200.％。窄带宽的热辐射器对于高效红外光源和热光伏设备等应用是理想的。基于量子阱（QW）中子带间跃迁（ISB-T）的吸收系数控制和二维光子晶体（2D-PC）平板中的光共振，设计单模超窄带热辐射器。在吸收率oHSB-T范围内的PC辐射，并精确匹配该模式的辐射率与其吸收率。优化的发射器显示单峰发射，质量系数为Q tor Q＞ 100，发射率约为0.9，辐射发散锥约为20°。从理论上讲，我们设计的一个发射器在表面法线方向上保持给定峰值强度所需的输入功率为：仅为黑体发射器的1/200。
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