| 题名 | 一维及二维光子晶体结构的研究 |
| 作者 | 陈松 |
| 答辩日期 | 2007-01-29 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院长春光学精密机械与物理所 |
| 授予地点 | 长春光学精密机械与物理所 |
| 导师 | 王维彪 |
| 关键词 | 光子晶体 光子带隙 一维光子晶体 光子晶体微腔 光子晶体光纤 |
| 其他题名 | Research of one and two dimensional photonic crystal structure |
| 学位专业 | 凝聚态物理 |
| 英文摘要 | 光子晶体是一种新型的人造微结构材料，它的介质折射率在空间呈周期性分布。类比于半导体中的电子，光子晶体也会产生能带结构，我们称之为光子能带(Photonic band)，并且在光子能带之间也会出现带隙，也就是光子带隙(Photonic bandgap)。当传播的电磁波频率位于光子带隙中时，它在光子晶体中是被禁止传播的。由于光子晶体具有特殊的物理性质，一经出现便引起了各国科研人员的关注，并且在国防、军事、工业以及科学研究等方面都有着广泛的应用。 本文通过对光子晶体带隙结构的研究，得出了一维光子晶体的一些光学性质。我们利用MgF2和Si两种介质材料构成折射率交替变化的多层膜结构，把它近似理解为一维光子晶体，通过对其带隙结构的研究，可以发现当增加高折射率材料厚度在一个周期的比值时，各条能带会不同程度的向着长波长方向移动，并且带隙宽度会随之减小。当电磁波以不同角度入射到一维光子晶体中时（两种介质材料等厚的情况），随着入射角的增大，所产生的光子带隙会向着短波长的方向略微偏移，并且带隙宽度会有一定程度的增大。 另外本文还设计了一种二维正方光子晶体微腔结构。二维光子晶体由Al2O3介质棒构成，在其中央部分引入缺陷，通过一定的理论分析，得出了二维正方微腔结构的光子局域特性，并且对其光强分布光谱和稳定性进行了一定的分析。 光子晶体光纤是近几年出现的另一科研热点。本文通过对一种由石英和空气孔构成的光子晶体带隙光纤的测试，得出了该光纤的物理结构以及传光性质。该光子晶体带隙光纤端面中心的空气孔的直径为12 ，包层由规则排列的空气孔三角对称晶格结构构成，光子晶体周期为Λ＝3.2 ，空气填充率为82％。同时，对该结构的光子晶体带隙光纤进行理论分析，这种光子晶体带隙光纤的传输波长范围为0.98 ¬－1.08 ，并且给出了波长为1.06 时光子晶体光纤中光波基模的模式结构图。由于其在传输过程中非线性、损耗和色散效应都很小，所以是远距离以及高能量传输的有效途径。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-21 |
| 页码 | 62 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.165.120//handle/181722/489]  |
| 专题 | 长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈松. 一维及二维光子晶体结构的研究[D]. 长春光学精密机械与物理所. 中国科学院长春光学精密机械与物理所. 2007. |
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