平面波展开法在质量分数测量上的应用研究

阿不都热苏力; 阿不都热西提; 帕孜来提; 帕尔哈提; 米吉提

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.01.014

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

平面波展开法在质量分数测量上的应用研究

阿不都热苏力 , 阿不都热西提 , 帕孜来提 , 帕尔哈提 , 米吉提

文章导航 > 激光技术 > 2014 > 38(1): 65-69

引用本文:

Citation:

平面波展开法在质量分数测量上的应用研究

1.
新疆大学物理科学与技术学院, 乌鲁木齐 830046

作者简介: 阿不都热苏力·阿不都热西提（1961- ），男，工学博士，教授，主要从事光子晶体的应用研究。E-mail：abdrusul@sina. com;阿不都热苏力·阿不都热西提（1961- ），男，工学博士，教授，主要从事光子晶体的应用研究。E-mail：abdrusul@sina. com.

基金项目:
国家自然科学基金资助项目（11164030）
中图分类号: O734

Application of plane wave expansion method in measurement of mass fraction

CLC number: O734

摘要: 为了提出测定果糖质量分数的新方案，采用光子晶体平面波展开法进行了理论分析和数值模拟。通过研究以硅半导体材料为背景介质周期性排列空气孔圆柱构成的光子晶体，分别取得了正方晶格和三角晶格的空气孔结构光子晶体的TE模、TM模禁带结构特性。结果表明，在高频率区域，2维正方晶格或三角晶格结构各向同性光子晶体的光子带隙随待测质量分数不同是单调变化的；同时，晶格结构对光子带隙有一定的影响，不论是在正方结构还是三角结构光子晶体中，TE模带隙都比TM模大得多。这对质量分数测量和高血糖患者的临床应用有一定的指导作用。
- 材料 /
- 光子带隙 /
- 平面波展开 /
- 质量分数 /
- 果糖
Abstract: In order to propose a novel method to measure the mass fraction of fructose, plane wave expansion method for photonic crystal was adopted. A 2-D photonic crystal with a square lattice and triangle lattice of circular cylinders was designed in the Si background semiconductor material. The TE mode and TM mode band gap structure characteristics of square lattice and triangular lattice air hole structure photonic crystal were achieved.The results show that for isotropic photonic crystal of either square or triangular array arrangement, it is easier for the dielectric air type photonic crystal to form TE-polarized mode band gap in high-frequency region. Lattice structure has a certain impact on photonic band gap, TE mode band gap is much larger than the TM mode in both square and triangular structure photonic crystal. The photonic band gap changes with the difference of the mass fraction of the fructose solutions, which are used as the dielectric material in the air hole.
- materials /
- photonic band gap /
- plane wave expansion /
- mass fraction /
- fructose

[1]	JOHN S.Strong localization of photon in certain disordered dielectric super lattice[J]. Physical Review Letters, 1987, 58(23):2486-2489.
[2]	YABLONOVITCH E. Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and electronics[J]. Physical Review Letters, 1987, 58(20):2059-2062.
[3]	LI W. Study on band gap and waveguide coupling characteristics of air pattern photonic crystal[J]. Laser Thechnology, 2012, 36(2):228-229(in Chinese).
[4]	LI X, YANG M, GUO Sh, et al.characteristics of photonic crystal waveguides with random media[J].Chinese Journal of Lasers, 2012, 39(10):1-5(in Chinese).
[5]	YAN M B, FU Zh T, WANG W Y.Study on transmission properties of 2-D super-lattice photonic crystals[J]. Laser Thechnology, 2012, 36(1):77-79(in Chinese).
[6]	CHEN Y J, ZHUO K L, KANG L, et al.Dielectric constants for binary saccharide-water solutions at 278.15~313.15K[J].Acta Physica Chimica Sinica, 2008, 24(1):91-96(in Chinese).
[7]	GOPINATH P, SUKANTA K T. A novel method for measurement of concentration using two dimensional Photonic crystal structures[J].Optics Communications, 2012, 285(10):2765-2768.
[8]	PLIHAL M, SHAMBROOK A, MARADUDIN A A, et al.Two-dimensional photonic band structures[J]. Optics Communications, 1991, 80(3):199-204.
[9]	XIE D H, YANG H, YU Ch Y, et al.Band gap characteristics of 2-dphotonic crystals constructed with a triangular lattice of dielectric rods[J].Journal of Xian University of Posts and Telecommunication, 2012, 17(2):53-56(in Chinese).
[10]	ABUDOUREXITI A, MIJIT P. Two dimensional photonic band structure:the square lattice[J].Journal of Xinjiang University, 2003, 20(1):32-35(in Chinese).
[11]	YUAN G F, HAN L H, YU Ch Y, et al.Two-dimensional photonic crystal band gap characteristics[J].Acta Physica Sinica, 2011, 60(30):1-5 (in Chinese).
[12]	LI A P, WANG A Q, JI Y J.Optimal design of 2-D columnar photonic crystal with square lattice and large bandgap[J]. Laser Thechnology, 2012, 36(4):508-511(in Chinese).
[13]	LIU J, YAN K Zh, ZHAO Y L, et al.Research of complete band gap of 2-D compound square lattice structure[J].Laser Thechnology, 2010, 34(5):653-656(in Chinese).

[1]	方云团 , 沈廷根 , 谭锡林 . 二维正方复式晶格的完全光子带隙. 激光技术, 2004, 28(4): 344-345,351.
[2]	郝晓飞 , 李虎勇 , 郝东山 . Compton散射下磁化等离子体光子晶体光子带隙特性. 激光技术, 2012, 36(1): 107-110. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.01.027
[3]	何修军 , 谢康 , 向安平 , 蒋孟衡 . 1维光子晶体的带隙研究. 激光技术, 2008, 32(5): 508-509,512.
[4]	徐旭明 , 李未 , 方利广 , 乐庸炉 , 杨春云 . 双芯光子晶体光纤的带隙及色散特性. 激光技术, 2009, 33(3): 256-258.
[5]	齐俊璇 , 文双春 . 含正负材料的一维光子晶体的光学特性研究. 激光技术, 2006, 30(5): 504-506.
[6]	许江勇 , 苏安 , 周丽萍 , 高英俊 , 谭福奎 , 唐秀福 . 左右手材料光子晶体的双重光学滤波功能. 激光技术, 2018, 42(4): 550-555. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.022
[7]	刘启能 . 1维光子晶体中TM波的传输公式及其辨析. 激光技术, 2014, 38(3): 325-329. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.03.009
[8]	李爱萍 , 王安全 , 纪延俊 . 大带隙2维正方晶格光子晶体的优化设计. 激光技术, 2012, 36(4): 508-511. doi: 10.3969/j.issn.1001-806.2012.04.018
[9]	罗瑛 , 马杰 , 钟永春 . 光子晶体微纳光纤的制备新方法及其特性研究. 激光技术, 2015, 39(3): 312-315. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.03.006
[10]	赵艳 , 王海龙 . 2维混合介质柱光子晶体传输特性的研究. 激光技术, 2010, 34(3): 294-296,315. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.002
[11]	李开才 , 闫珂柱 . 2维各向异性正方介质柱的带隙研究. 激光技术, 2010, 34(2): 243-246. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.027
[12]	陈强华 , 丁锦红 , 韩文远 , 周胜 , 关裕 , 吕洪波 , 孙启国 . 光纤SPR传感器参数对折射率测量灵敏度的影响. 激光技术, 2023, 47(3): 329-334. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.03.007
[13]	许军 , 陈溢杭 . 零折射率超材料研究进展. 激光技术, 2018, 42(3): 289-294. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.03.001
[14]	张立伟 , 赵长明 , 杨苏辉 , 罗萍萍 , 刘诚 . Cr, Nd：YAG陶瓷作为太阳光抽运材料的可行性研究. 激光技术, 2011, 35(2): 193-195,209. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.014
[15]	荣垂才 , 宋加兴 . 光子禁带型遮阳品的设计. 激光技术, 2011, 35(1): 22-24. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.01.007
[16]	张志新 , 肖峻 . 1维光子晶体的能带结构分析. 激光技术, 2015, 39(4): 525-527. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.021
[17]	詹仪 . 木堆结构光子晶体最佳参量的理论分析. 激光技术, 2009, 33(4): 391-392,396. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.04.016
[18]	荣垂才 , 闫珂柱 , 谢应茂 . 二维光子晶体中场的分布. 激光技术, 2008, 32(1): 75-76,79.
[19]	谢应茂 , 刘正东 , 王慧琴 . 含有负折射率缺陷的光子晶体中的局域缺陷模. 激光技术, 2006, 30(2): 195-197,201.
[20]	韦吉爵 , 苏安 , 高英俊 , 梁祖彬 , 陈颖川 , 白书琼 . 缺陷对光子晶体透射能带谱的简并效应研究. 激光技术, 2017, 41(1): 56-60. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.012

点击查看大图

计量

文章访问数: 4396
HTML全文浏览量: 1461
PDF下载量: 531
被引次数: 0

平面波展开法在质量分数测量上的应用研究

作者简介: 阿不都热苏力·阿不都热西提（1961- ），男，工学博士，教授，主要从事光子晶体的应用研究。E-mail：abdrusul@sina. com;阿不都热苏力·阿不都热西提（1961- ），男，工学博士，教授，主要从事光子晶体的应用研究。E-mail：abdrusul@sina. com

1. 新疆大学物理科学与技术学院, 乌鲁木齐 830046

收稿日期: 2013-03-07
录用日期: 2013-04-02
网络出版日期: 2014-01-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（11164030）

关键词:

摘要: 为了提出测定果糖质量分数的新方案，采用光子晶体平面波展开法进行了理论分析和数值模拟。通过研究以硅半导体材料为背景介质周期性排列空气孔圆柱构成的光子晶体，分别取得了正方晶格和三角晶格的空气孔结构光子晶体的TE模、TM模禁带结构特性。结果表明，在高频率区域，2维正方晶格或三角晶格结构各向同性光子晶体的光子带隙随待测质量分数不同是单调变化的；同时，晶格结构对光子带隙有一定的影响，不论是在正方结构还是三角结构光子晶体中，TE模带隙都比TM模大得多。这对质量分数测量和高血糖患者的临床应用有一定的指导作用。