光子晶體光纖帶隙結(jié)構(gòu)及波導(dǎo)定向耦合特性的研究.pdf

1、光子晶體是一種折射率在空間周期性變化的新型光學(xué)材料，由于其具有光子帶隙獨(dú)特的光學(xué)性能和傳光機(jī)理，人們對(duì)光子晶體的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究產(chǎn)生了極大的興趣。目前，關(guān)于光子晶體的研究已經(jīng)成為光電子技術(shù)領(lǐng)域最前沿和熱點(diǎn)項(xiàng)目之一。 由于光子晶體具有控制光子流動(dòng)的光學(xué)特性，所以在光子晶體中引入點(diǎn)缺陷、線缺陷等就可以制造許多新型的光子晶體器件，例如光子晶體光纖、光子晶體波導(dǎo)、耦合器和光開關(guān)等等。本文的主要工作是研究光子晶體光纖的能帶結(jié)構(gòu)及多模干涉

2、型光子晶體波導(dǎo)光器件的傳光特性。 首先，文中第一章簡(jiǎn)要介紹了光子晶體的概念、研究現(xiàn)狀和應(yīng)用領(lǐng)域，而后利用時(shí)域有限差分法對(duì)復(fù)合三角晶格結(jié)構(gòu)光子晶體具有絕對(duì)光子帶隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，闡明其對(duì)于光子晶體研究的基礎(chǔ)性作用。 其次，根據(jù)光子晶體光纖具有兩種不同的導(dǎo)光原理，在第三章和第四章分別研究了利用光子禁帶效應(yīng)導(dǎo)光的光子晶體光纖和利用全內(nèi)反射導(dǎo)光的光子晶體光纖。在第三章中，我們利用平面波展開法對(duì)光子帶隙型光子晶體光纖的帶隙和光子帶

3、隙內(nèi)束縛模的模場(chǎng)分布等特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，并對(duì)得到的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析。在第四章中，采用在纖芯附近引入局部非對(duì)稱性設(shè)計(jì)了兩種全內(nèi)反射光子晶體光纖，分別利用有效折射率法和多極法數(shù)值模擬，得到了光子晶體光纖的有效折射率、無(wú)截止單模傳播、高雙折射、色散特性，并對(duì)得到的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析研究。 基于自映像效應(yīng)是多模干涉型器件的基本工作原理，最后，第五章對(duì)普通多模干涉自映像原理進(jìn)行了全面分析。利用自映像效應(yīng)，提出并設(shè)計(jì)了一些新型的光子晶體