| 题名 | 光子晶体波导的光波传输及自成像的研究 |
| 作者 | 杨武 |
| 答辩日期 | 2010-05-26 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 陈效双 |
| 关键词 | 光子晶体 光子晶体波导 耦合模理论 自成像 多模干涉 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 本论文采用有限时域差分方法研究了光子晶体波导的传输性质，设计了两种不同晶格类型的高传输效率的Y型光子晶体波导，提出了新的光子晶体多模波导的自成像条件，并利用光子晶体多模波导的自成像现象对光子晶体多模波导到单模波导的传输进行设计。我们的工作主要包括一下几个方面：（1）设计了两种不同晶格类型的Y型光子晶体波导优化方案。一种是基于三角晶格的Y型光子晶体波导：利用耦合模理论，在二维三角晶格的介质柱光子晶体波导中设计了一个新的Y型结，通过向后移动拐角处的介质柱及在腔和输出波导之间额外放置两个介质柱，来提高Y型波导的传输效率，使Y型波导的传输效率在共振频率下可达到99%。另外一种是基于正方晶格的Y型光子晶体波导：我们在135°输出波导的两边增加介质柱，并根据耦合模理论在输入波导和输出波导之间加入两个额外的介质柱，使Y型波导的传输效率明显提高。（2）我们在已有文献的理论基础上，推导出新的光子晶体多模波导的自成像条件，提出了“子像”的观点，用“子像”叠加的原理对光子晶体多模波导的自成像现象和波导内的电场分布进行了解释。当满足自成像条件时，“子像”汇聚在一点，形成自成像，当不满足自成像条件时，波导内的电场分布可以根据“子像”的叠加情况进行解释。我们用数值模拟方法验证了我们的结论。此外，我们还探讨了光子晶体多模波导中波导模的选择性激发，我们发现波导模的激发不但与输入场的对称性有关，还与输入场处于多模波导的位置有关，我们可以根据波导模在波导内的场分布来选择性的激发某些波导模。（3）我们研究了光子晶体锥形波导的传输，利用光子晶体多模波导的自成像原理，设计了从光子晶体多模波导到单模波导的匹配传输方案。我们根据光子晶体多模波导的能带结构，找出自成像位置，在此处再连接一个光子晶体单模波导，就可以实现光子晶体多模波导到单模波导的匹配传输，为光子晶体锥形波导的研究提供新思路。 |
| 学科主题 | 红外基础研究 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5162]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 杨武. 光子晶体波导的光波传输及自成像的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
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