共振吸收和增益陣列介質(zhì)的線性光譜研究.pdf

1、具有光學(xué)頻率帶隙的光子晶體是光子學(xué)研究的重要發(fā)展方向。共振吸收和放大陣列介質(zhì)是光子晶體中的一種特殊的類型，由共振吸收或激發(fā)的原子層或者激子層通過傳播光場形成的阱間耦合作用使其具有比被動結(jié)構(gòu)更加豐富的性質(zhì)。本文圍繞共振吸收和放大陣列介質(zhì)的線性光譜特性展開研究。 首先，采用實空間傳輸矩陣法計算了一種主動型光子晶體-二維共振吸收原子陣列的能帶譜線，以及全角度入射的透射、反射和吸收譜線。當(dāng)入射波矢和晶格周期共振時，結(jié)構(gòu)的禁帶寬度比遠(yuǎn)離共

2、振時有明顯增寬，研究結(jié)果表明該原子陣列的結(jié)構(gòu)與二維陣列中原子之間的頻率共振，是產(chǎn)生這種共振帶隙的必要條件。本文對相關(guān)參數(shù)偏離該條件時的光譜特性進(jìn)行了詳盡的研究。 其次，計算了二維主被動型光子晶體的垂直入射的能帶譜線以及透射、反射、吸收譜線，給出了其透射帶隙增強(qiáng)效應(yīng)，得到了一種增大光子晶體帶隙的方法。 最后用傳輸矩陣法計算了一維周期排列共振放大介質(zhì)的小信號增益特性。研究結(jié)果表明小信號增益隨著作用長度的增加表現(xiàn)出異常的放大特