一維光子晶體的光學特性研究.pdf

1、一維光子晶體由折射率分別為n1和n2的兩種材料在一個方向上交替排列組成,而在另兩個方向上是均勻分布。因此傳統(tǒng)的多層膜結(jié)構(gòu)也是一種特殊的一維光子晶體。由于一維光子晶體具有制作簡易等優(yōu)點而受到特別的關注,極有可能成為全光通信領域中的關鍵材料,因此具有較高的理論價值和廣泛的應用前景。為了研究一維光子晶體的各種特性,本文在理論和實驗兩方面對它的帶隙結(jié)構(gòu)和特性進行研究,主要內(nèi)容包括:
　　 1.介紹了光子晶體的基本概念和光子晶體應用所用到

2、的基本原理,其中包括光子晶體的能帶理論等,同時闡述了光子晶體的發(fā)展和幾種應用。
　　 2.根據(jù)傳輸矩陣法利用C語言編程,計算了一維光子晶體的帶隙結(jié)構(gòu)及傳輸特性。利用此種方法進行了模擬計算,得到一維光子晶體在可見光波段范圍內(nèi)S波和P波的透射譜。通過透過率譜的變化,分析了不同偏振態(tài)入射光角度變化和介質(zhì)層數(shù)變化對一維光子晶體帶隙的影響。當光子晶體周期數(shù)達到一定數(shù)值時出現(xiàn)光子禁帶。隨著周期數(shù)的進一步增加,帶隙寬度會有較為明顯的增加,達到

3、某一峰值增加幅度逐漸減小。而帶隙中心波長λ0位置基本不變。晶格常數(shù)和填充率對光子晶體帶隙的影響很大,從一定程度上決定了帶隙的寬度,中心波長。無論對于P波還是S波,光子禁帶都隨入射角度的增大向短波長方向移動。但S波入射,光子禁帶寬度隨入射角度的增加而增大。而P波入射,光子禁帶寬度隨入射角度的增加而減小。還發(fā)現(xiàn)缺陷模的厚度對透射峰值具有明顯的調(diào)節(jié)作用,透射峰值會隨著厚度的增加而增大,當達到峰值后透射率便隨厚度逐漸降低。并且隨著缺陷層折射率的