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1、曲寧師范大學(xué)碩士研究生畢業(yè)論文摘要光子晶體是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新的光學(xué)材料。它以光子禁帶的存在為主要特征，是由不同折射率的介質(zhì)周期性排列而成的人工結(jié)構(gòu)，具有能夠抑制自發(fā)輻射和控制光傳輸?shù)忍匦?，在光通訊、微波通訊、集成光學(xué)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景。一維光子晶體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制各，同時(shí)具備二維、三維光子晶體的性質(zhì)，極有可能成為全光通信領(lǐng)域中的關(guān)鍵材料，因此具有重要的理論意義和廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本論文的主要內(nèi)容如下：1．第～章系統(tǒng)地闡述了光子晶體產(chǎn)生的歷史背景、物理基礎(chǔ)及其主要特征。對(duì)光子晶體的應(yīng)用、制各方法和理論研究方法做了分析比較。2．第
2、二章從麥克斯韋方程出發(fā)，推導(dǎo)了光在光子晶體中傳播的基本微分方程和一維光學(xué)傳輸矩陣?yán)碚?。該理論?jì)算量小，精確度高，可以用來(lái)計(jì)算光予晶體的能帶特性。3．第三章討論了無(wú)序?qū)σ痪S光子能帶的影響。(a)引入結(jié)構(gòu)參數(shù)8，深入研究了具有無(wú)序結(jié)構(gòu)的一維二元光子晶體的能帶特性。研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)序結(jié)構(gòu)有效拓寬了光子帶隙，與均勻結(jié)構(gòu)相比，拓寬率達(dá)到200％以上；無(wú)序一維光子晶體表現(xiàn)出從可見(jiàn)到紅外很寬區(qū)域的高反射特性。文中還計(jì)算和分析了入射角和無(wú)序度D對(duì)一維二元光子晶體帶隙的影響。隨著入射角的增大，帶隙的相對(duì)寬度減小，但在小于等于n／3的范圍內(nèi)，帶隙的相對(duì)寬
3、度始終維持在62．5％以上。隨著無(wú)序度D的增大，帶隙變得越來(lái)越寬；但當(dāng)D大于4．63％S寸，寬帶區(qū)域中出現(xiàn)了缺陷模式；當(dāng)D取3．66％H寸，得到最好的高反射區(qū)域。(b)引入結(jié)構(gòu)參數(shù)a、b，首次研究了無(wú)序一維三元光子晶體的能帶特性。研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)序結(jié)構(gòu)光子晶體與周期結(jié)構(gòu)光子晶體相比其帶隙顯著加寬。無(wú)序的介質(zhì)層數(shù)取得越多，得到的禁帶越寬。文中還計(jì)算和討論了無(wú)序度和高低折射率之差值對(duì)光子晶體帶隙的影響。隨著入射角的增大，帶隙的相對(duì)寬曲阜帥范人學(xué)峨¨df究生畢業(yè)論文度減小，lU．-ft!d,于等于n／4的范圍內(nèi)，帶隙的相對(duì)寬度始終維持在60
4、．5％以上。隨著無(wú)序度19的增大，帶隙變得越來(lái)越寬，高反射區(qū)域明顯向短波和睦波方向擴(kuò)展。4．第四章借鑒半導(dǎo)體量子阱和異質(zhì)結(jié)構(gòu)的概念，構(gòu)造了量子阱結(jié)構(gòu)光子晶體和異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光子晶體，深入研究了這兩利·結(jié)構(gòu)光子品體的能帶特性。(a)量子阱結(jié)構(gòu)光子晶體能夠有效地拓寬光子能帶帶隙。適-'-25iJ．目整參數(shù)在0．3—0．45Hz和0．55—0．7Hz頻率范圍內(nèi)獲得了多通道濾波特性，并用量子理論對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行了解釋。(b)研究了一維三元異質(zhì)結(jié)構(gòu)中引入缺陷的光子晶體中的傳輸特性。研究顯示，該結(jié)構(gòu)光子晶體能夠有效地拓寬光子帶隙，調(diào)整缺陷層的數(shù)目可以
5、實(shí)現(xiàn)多通道濾波現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：光子晶體；光予帶隙；無(wú)序；量子阱結(jié)構(gòu)；異質(zhì)結(jié)構(gòu)m阜師范火學(xué)硼l。ji】
6、=究生畢業(yè)淪文AbstractPhotoniccrystalisanewtypeofartificialmicrostructurematerialwithcharacteristicofphotoniebandgap(PBG)structure．AMithaspeculiarabilityofinhibitingspontaneousradiationofatomstoldcontrollingfightpropagation．I
7、twillbewidelyusedinthefieldsofopticalconlmunlcation，microwavecomnmnication，integrationoptical．a(chǎn)ndmanyothers．One-dimensional(ID)photoniccrystalcanbemadeeasilyduetOitssimplest‘ructureandhasthepropertiesof2Dand3Dphotoniccrystals．Tiffs】novelopticalmaterialswillprobablybec
8、rucialcomponentsinthefield．ofopticalcommunication，SOtherelevanttheoreticalresearchesarevaluableandwideapplicationperspectivesareexpected．ThesummaryofthedissertationisasIbllows：1．Thehistoricalbackground，thephysicalfoundationand1themainproperties(photonicbandgapsandphot
9、oniclocalization)ofphotoniccrystalsareintroducedinchapterI．Differentdesignmethodsanddifferenttheoreticalresearch。methodsarea
