一維光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)研究

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1、貴州大學(xué)畢業(yè)論文目錄摘要IIAbstractIII前言IV第一章光子晶體11.1光子晶體簡(jiǎn)介11.2光子晶體的結(jié)構(gòu)11.3光子晶體的特性21.3.1光子晶體具有周期性結(jié)構(gòu)21.3.2光子晶體具有光子禁帶31.3.3光子晶體能抑制自發(fā)輻射31.3.4光子晶體具有光子局域4第二章一維光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)研究52.1研究一維光子晶體能帶的方法52.1.1特征矩陣法52.1.2平面波展開法62.2一維光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)研究7第三章一維光子晶體的特征103.1光子禁帶103.2光子局域11第四章一維光子晶體光帶隙性能的影響因素探討144.1周期數(shù)的影響144.2折射率比值的影響144.3中心波長(zhǎng)的影響1

2、5第五章結(jié)論18參考文獻(xiàn)19致謝20IV貴州大學(xué)畢業(yè)論文一維光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)研究摘要在當(dāng)今世界，科學(xué)家們?cè)诓粩嘌芯看笠?guī)模集成電路時(shí)發(fā)現(xiàn)由于電子的特性，半導(dǎo)體器件的集成快到了極限，而光子有著電子所沒有的優(yōu)越特性：傳輸速度快，沒有相互作用。所以科學(xué)家們希望能得到新的材料，可以像控制半導(dǎo)體中的電子一樣，自由地控制光子，即光子晶體。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是制造工藝技術(shù)的發(fā)展，使得光子晶體的制造不僅變得可能，還得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在可見光及紅外波段可以制成具有所需能帶結(jié)構(gòu)的光子晶體，實(shí)現(xiàn)對(duì)光子的控制。本論文主要對(duì)一維光子晶體的能帶、禁帶進(jìn)行深入地研究，這對(duì)設(shè)計(jì)和制備一維光子晶體具有指導(dǎo)意義。本論文擬采

3、用薄膜光學(xué)理論，分析光波在一維光子晶體中的傳播特性，探討光子晶體膜層的折射率、周期數(shù)、中心波長(zhǎng)等對(duì)一維光子晶體光帶隙性能的影響，從而為一維光子晶體的設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞：光子晶體能帶結(jié)構(gòu)特征矩陣法平面波展開法IV貴州大學(xué)畢業(yè)論文TheInvestigationontheBandStructuresofone-dimensionalphotoniccrystalAbstractTheconceptof"Photoniccrystals"wasputforwardbyS.JohnandE.Yabloncvitchin1987.ButnowScientistsconstantlystudyInte

4、gratedCircuitandfindthattheintegrationofsemiconductordeviceshasbeenthelimitbecauseofthecharacteristicsoftheelectronic.Andthephotonhastheadvantageofhighspeed,nointeraction,whichelectrondoesnothave.Soscientistswanttogetthenewmaterialstofreetocontrolphoton.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,espe

5、ciallythedevelopmentofthemanufacturingtechnology,thephotonscrystalmanufacturingnotonlybecomepossible,alsohadagreatprogress.Invisibleandinfraredlight,itispossibletomakeintophotoniccrystalthatbandstructurewasrequired,andrealizethecontrolofthelight.Soinrecentyears,photoniccrystalhasbeenstudiedandappli

6、edextensively.KeyWord:photoniccrystal,bandStructures,eigenmatrixmethod,planewaveexpansionmethodIV貴州大學(xué)畢業(yè)論文前言1987年，美國(guó)UCLA電機(jī)系的EliYablonovitch教授在研究如何減少激光浪費(fèi)于自發(fā)輻射（spontaneousemission）的能量和加拿大UniversityofToronto物理系的SajeevJohn教授研究光子是否也能像電子被存在缺陷的晶體束縛時(shí)[1][2]，不約而同地提出了一個(gè)概念，這就是能將人們帶進(jìn)光信息時(shí)代的光子晶體。光子晶體這個(gè)名字還未被人熟知，然而就

7、像20世紀(jì)初人們對(duì)Si這種半導(dǎo)體材料的懵懂一樣，也許在21世紀(jì)末的時(shí)候，大家都對(duì)這個(gè)名詞耳熟能詳。想象一下，你的辦公桌上擺放著運(yùn)算速度成百上千GHz的高速電腦，使用的是傳輸速率高于傳統(tǒng)光纖數(shù)十倍的光子晶體光纖。自然科學(xué)的研究大多數(shù)起源于對(duì)自然界各類現(xiàn)象的假設(shè)開始的，光子晶體的提出也是如此。光子晶體這種人工微結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)相比，其量子單元是光子，而半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)的量子單元是電子。光子具有許多電子所沒有的優(yōu)點(diǎn)，