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《光子晶體論文：光子晶體中光傳輸特性的理論研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、光子晶體論文：光子晶體中光傳輸特性的理論研究【中文摘要】本論文基于國家自然科學(xué)基金資助課題“無序介質(zhì)激光機(jī)理的相關(guān)研究”及“單光子激光的新機(jī)理研究”的工作基礎(chǔ)上,圍繞光子晶體的光傳輸特性,分別對正負(fù)折射率交替變化的一維光子晶體的透射譜,一維三元光子晶體微腔的模式競爭特性進(jìn)行了研究,深入探討了二維三角晶格光子晶體點(diǎn)缺陷的光子局域化,以及光子晶體波導(dǎo)的耦合特性,論文主要內(nèi)容包括：1、光子晶體的研究現(xiàn)狀及其理論方法介紹。2、基于傳輸矩陣法(TMM)理論,研究了折射率正負(fù)交替光子晶體正入射時,介質(zhì)層數(shù)目和光學(xué)厚度隨機(jī)對光
2、波傳輸特性的影響,并計算透射譜以及介質(zhì)層內(nèi)光場的分布。結(jié)果表明：光子晶體的傳輸特性與隨機(jī)度和介質(zhì)層的厚度相關(guān),透射率隨介質(zhì)層厚度隨機(jī)度的增大而降低,帶寬變窄；透過率隨介質(zhì)層數(shù)增大而減小,禁帶寬度卻變得更寬；介質(zhì)層內(nèi)光場呈現(xiàn)局域狀態(tài)。3、利用傳輸矩陣?yán)碚撗芯苛艘痪S三元光子晶體帶增益介質(zhì)微腔的傳輸特性,結(jié)果表明：透射譜呈現(xiàn)出模式競爭特性；發(fā)現(xiàn)透射主峰的中心波長和Zno增益介質(zhì)層厚度互相匹配。在其他參數(shù)合適的情況下,改變Zno增益介質(zhì)層厚度,透射主峰的中心波長也相應(yīng)改變。另外,增大光子晶體介質(zhì)層數(shù)目或增大泵浦光強(qiáng)度,模
3、式競爭現(xiàn)象更加明顯。4、通過平面波展開法對二維點(diǎn)缺陷三角晶格光子晶體的微腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,計算得出其色散圖以及缺陷模分布。結(jié)果表明：缺陷模波長與微腔諧振波長基本吻合。利用FDTD模擬諧振波長波段的電磁波在光子晶體中傳播的動態(tài)演化過程,并計算出局域模的空間分布圖。最后在有規(guī)律地改變?nèi)毕葜車橘|(zhì)柱半徑的情況下實(shí)現(xiàn)諧振中心波長的可調(diào)性。5、提出一種基于光子晶體耦合波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)光開關(guān)效應(yīng)的方法：將線缺陷引入二維光子晶體以形成兩平行的鄰近波導(dǎo),兩鄰近波導(dǎo)及其中間的兩排介質(zhì)柱構(gòu)成了光開關(guān)模型耦合區(qū)；利用平面波展開法計算了不同介質(zhì)填
4、充率情況下的色散特性曲線。結(jié)果發(fā)現(xiàn)；減小介質(zhì)填充率可以實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)耦合長度的減??；分段調(diào)整中間介質(zhì)柱的填充率和選擇不同的耦合搭配長度,定向耦合器內(nèi)的光波可以與任意分段介質(zhì)進(jìn)行獨(dú)立、互不相干地耦合,光信號可以在兩耦合波導(dǎo)中進(jìn)行受控地、不間斷地交替?zhèn)鬏?從而實(shí)現(xiàn)了光信號沿兩不同端口受控輸出的開關(guān)效應(yīng)。國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號：60768001,60278016)資助課題【英文摘要】ThisthesisisbasedontheNationalNationalScienceFoundationofChina“arelevan
5、tstudyofthenewmechanismonlasinginrandommedia”and“singlephotolaser”,aroundtheopticaltransmissionpropertiesofphotoniccrystals,manyproblemsaboutphotoniccrystalsarestudied,suchasstudyofopticalpropertiesofarandomphotoniccrystalwithNIM-PIMalternantmultilayer,thecha
6、racteristicsofmodecompetitioninthemicro-cavityofone-demensionalternaryphotoniccrystals,studythemicro-cavitystructureofthetwo-dimensionaltriangularlatticephotoniccrystalwithdefects,demonstrateanovelopticalswitchingstructurebasedonacoupledphotoniccrystalwavegui
7、des.Thekeypointsofthisthesisarepresentedasfollows:1.Theintroductionofphotoniccrystalsabouttheresearchsituationandtheorymethod.2.Studytheinfluencesfromthenumberofpliesofthemediumandthethicknesstothetransmissioncharacteristicsofthelightbyusingthedesignprocedure
8、oftransmissionmatrixandthelightfielddistributionindielectriclayer,whenthephotoniccrystalsarenegativerefractiveindexalternatingincident.Theresultsshowsthatthetransmissioncharacteristicsofp
