基于一維光子晶體單向傳輸特性的研究.pdf

1、光子晶體本身具有的帶隙特性早已吸引了無數(shù)科學(xué)工作者的目光，原本帶隙中的光子是無法通過的，若在光子晶體引入缺陷使得帶隙中產(chǎn)生缺陷模，便可以實(shí)現(xiàn)光的傳輸。光子晶體充滿的無限可能性引起了光通信領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的廣泛興趣。本文針對非線性材料和磁光材料的特點(diǎn)，對傳統(tǒng)的傳輸矩陣法(Transfer Matrix Method，TMM)進(jìn)行了改進(jìn)，計(jì)算出光子晶體的傳輸譜后，再在引入缺陷的情況下得到傳輸譜中的缺陷模，通過引入非線性缺陷或磁光金屬缺陷來實(shí)現(xiàn)一

2、維光子晶體的單向傳輸。
　　本文提出非線性“缺陷對”的想法，通過設(shè)計(jì)不同的模型，經(jīng)數(shù)值仿真詳細(xì)探究了一維光子晶體結(jié)構(gòu)的單向傳輸特性。在單邊涂覆金屬薄膜的光子晶體的基礎(chǔ)上，由兩個非對稱的非線性微腔作為缺陷對來實(shí)現(xiàn)光的單向傳輸，該結(jié)構(gòu)可以被用作全光二極管。發(fā)現(xiàn)主要有兩個因素會影響到該結(jié)構(gòu)的對稱性:金屬膜和缺陷對。整個結(jié)構(gòu)的對稱性會隨著金屬薄膜厚度的變化而改變，進(jìn)而表現(xiàn)出二極管的單向傳輸特性。改變金屬薄膜厚度使得二極管方向可調(diào)是本文一大

3、創(chuàng)新點(diǎn)。金屬薄膜表面的Tamm態(tài)等離子體與缺陷對的非線性效應(yīng)耦合后，使得全光二極管擁有更高的透射率和更大的消光比。設(shè)計(jì)四種模型結(jié)構(gòu)，分別分析了金屬涂層厚度變化，缺陷對的厚度比變化以及缺陷對的位置變化對光二極管單向傳輸特性的影響，發(fā)現(xiàn)入射光強(qiáng)閾值，閾值對比度，透射率或者消光比都有不同程度的改善，為工程應(yīng)用提供相應(yīng)的參考。另外，本文還考慮了金屬帶來的損耗，因?yàn)榻饘俦∧し浅１?，所以全光二極管的性能依然良好。
　　除了使用上述方法，本文還