二維光子晶體限域自準直特性及應(yīng)用研究.pdf

1、光子晶體(photonic crystals,PhCs)是介電常數(shù)在空間中呈周期變化的人工材料,其空間周期與光波波長在同一數(shù)量級。過去人們主要研究具有禁帶的光子晶體的一些性質(zhì)。在禁帶中,沒有模式存在。通過引入線缺陷,可在光子晶體中形成一個波導。近年來,光子晶體自準直效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)提供了一種新的導光機制。它是基于光子晶體導帶內(nèi)特殊的色散關(guān)系,使得原先在空間發(fā)散的光束在光子晶體內(nèi)部成為平行光,抑制了光束的發(fā)散。這樣在不引入線缺陷的情況下,沿著某

2、些方向傳輸?shù)墓馐梢钥朔苌湔箤捫?yīng),而表現(xiàn)出幾乎完全準直的傳輸特性。
　　 自準直現(xiàn)象是基于存在平直的等頻率曲線。然而,由于通常等頻線的平直部分范圍比較窄,已有文獻報道的自準直光束都比較寬,且光束不被具體的物理邊界約束,這在一定程度上限制了自準直效應(yīng)的實際應(yīng)用。在本論文中,通過研究等頻率曲線在整個第一布里淵區(qū)都是直線情況下的光傳輸,發(fā)現(xiàn)自準直光束也可以是窄光束并實現(xiàn)限域。我們基于Bloch定理和場分布的傅里葉變換對這一現(xiàn)象給出