基于光子晶體的全光邏輯門研究.pdf

1、光子晶體（Photonic Crystal）是一種人造的具有光子禁帶帶隙（Photonic Band-Gap，PBG）特性的周期性電介質(zhì)結(jié)構(gòu)，其禁帶帶隙的特性能被應(yīng)用在很多的領(lǐng)域中。用于研究光子晶體特性的算法有很多，其中包括平面波展開法（Plane Wave Expansion Method，PWE），時(shí)域有限差分法（Finite Difference Time Domain， FTDT），傳輸矩陣法（Transfer Matrix M

2、ethod，TMM），散射矩陣法（Scattering Matrix Method，SMM）等，在本文的研究中主要采用的是平面波展開法和時(shí)域有限差分法。通過在完整光子晶體內(nèi)引入不同的缺陷，可以形成光子晶體波導(dǎo)和光子晶體諧振腔。相比較于傳統(tǒng)的光波導(dǎo)，光子晶體波導(dǎo)能夠以很低的能量損耗，甚至是零損耗在大的拐角處實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。相較于傳統(tǒng)的光學(xué)諧振腔，光子晶體諧振腔因?yàn)槟芰繐p耗低以及諧振譜較窄，能獲得很高的品質(zhì)因子和產(chǎn)生很高的能量密度。這些優(yōu)點(diǎn)都

3、使得光子晶體便于集成并且制成的器件性能良好，逐步被人們所重視和青睞，在新興的集成光學(xué)和全光通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用越來越廣泛。
　　本論文首先對(duì)光子晶體的基本概念、特性及其在全光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。通過對(duì)平面波展開法和時(shí)域有限差分法的介紹，對(duì)光子晶體的晶格結(jié)構(gòu)、光子晶體的禁帶帶隙及其影響因素進(jìn)行了研究，并發(fā)現(xiàn)了晶格結(jié)構(gòu)、介質(zhì)柱半徑、極化模式、相對(duì)折射率介質(zhì)柱形狀等因素會(huì)對(duì)光子晶體禁帶帶隙的大小和分布產(chǎn)生不同影響，同時(shí)總結(jié)其影響規(guī)律。此