平面光子晶體波導(dǎo)傳感特性研究.pdf

1、光子晶體結(jié)構(gòu)特有的控光機制和靈活的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能滿足傳感器微型化的設(shè)計需求。本文基于硅基介質(zhì)柱陣列光子晶體結(jié)構(gòu)，從光子晶體固有的光子禁帶效應(yīng)出發(fā)，重點研究了光子晶體波導(dǎo)耦合、帶隙導(dǎo)光特性及微腔光子局域特性，建立了不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的光子晶體傳感分析模型。通過數(shù)值計算方法，深入分析了其傳感機制，驗證了在傳感領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用。本文主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）基于正方形介質(zhì)柱陣列光子晶體基本結(jié)構(gòu)，重點分析了光子晶體波導(dǎo)、光子晶體微腔的控光機理和

2、傳輸特性。根據(jù)耦合模理論和自成像原理，研究了波導(dǎo)之間、波導(dǎo)與微腔之間的耦合特性，為平面光子晶體波導(dǎo)傳感器的理論研究與設(shè)計提供了指導(dǎo)。
　?。?）基于光子晶體結(jié)構(gòu)中缺陷對光子禁帶的影響，設(shè)計了一種介質(zhì)柱陣列的十字形光子晶體對稱波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，通過時域有限差分法分析了其光場分布和透射光譜。通過合理的參數(shù)優(yōu)化過程，進一步提出了對三維方向應(yīng)力均敏感的傳感分析模型，并計算得出該結(jié)構(gòu)的應(yīng)力傳感靈敏度和線性區(qū)間。
　　（3）基于耦合波導(dǎo)設(shè)計了一