1+2維光子晶體傳輸模式特性研究.pdf

1、光的傳播研究自古至今就倍受人們的關注，實現(xiàn)對光的駕馭更是人類祈盼的夢想。光子晶體的發(fā)明，在光子晶體中實現(xiàn)對光傳播的控制，使得這一向望成為可能。因而深入地分析研究光在光子晶體中傳播所產(chǎn)生的能帶和帶隙結構、傳輸模式、色散特性及非線性性質，以企開發(fā)出超越電子技術的光子晶體的光源、光放大器、波導、開關和傳輸光纖，就成為國內外科學界研究的熱點。 對光子晶體能帶結構和傳輸模式的研究一直是光子晶體研究領域的一個重要的基礎性課題。雖然對該方面的

2、研究已開展的較深入，也取得了較豐碩的成果；但更進一步地分析光子晶體能帶帶隙結構及建立于之上的傳輸模式和形成機理，仍是值得探索的方向。本文主要應用傳輸矩陣方法對一維光子晶體的能帶帶隙結構和縱向傳輸模式進行了分析，運用等效折射率波導方法對含有缺陷的一維和二維光子晶體的缺陷態(tài)傳輸模式特性進行了探討，以企得到有意義的結果。 本文首先分析了光子晶體中電磁場表征的一般形式，引出了光子晶體的Bolch定理，進而結合傳統(tǒng)光學膜層傳輸矩陣方法分析

3、了一維光子晶體的傳輸規(guī)律和能帶結構，指出在波長尺度上的折射率周期性變化，必然導致光子晶體能帶產(chǎn)生帶隙。 其次文中應用傳輸矩陣討論了一維光子晶體的縱向傳輸特征，明確了在光子晶體折射率變化周期為四分之一波長的光程附近，將產(chǎn)生完全反射峰帶，當在光子晶體中引入局部的缺陷層，就會在這一完全反射波區(qū)產(chǎn)生很窄的零反射即完全透射窗口，且對應為能帶帶隙中的缺陷態(tài)透射譜線。 再次文中借鑒傳統(tǒng)的光波導理論，分析了含有一個缺陷層的一維光子晶體的