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《一維光子晶體傳輸特性的研究論文.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、摘要光子晶體（photoniccrystals）是一種具有周期性介電常數(shù)的介電結(jié)構(gòu)。由折射率的周期性排列的空間維度不同，分為一維，二維和三維光子晶體，其周期性和光的波長(zhǎng)為同一個(gè)數(shù)量級(jí)。光子晶體也被稱為光子帶隙材料（photonicbandgapmaterials）。光子晶體具有很多奇特的性質(zhì)：光子帶隙特性，自輻射的抑制，光子雙穩(wěn)態(tài)特性，光子局域特性等。其中最重要的特性就是光子帶隙。頻率落在光子帶隙內(nèi)的電磁波無法通過光子晶體傳播，這為人們?cè)O(shè)計(jì)不同的器件來實(shí)現(xiàn)對(duì)光的控制提供了可能。由于光子晶體獨(dú)特的性能和潛在的應(yīng)用前景，人們對(duì)光子晶體的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究投入了極大的熱情，使之成為一個(gè)迅速發(fā)展
2、的新的科學(xué)領(lǐng)域。為了研究光子晶體的各種特性，首先要在理論上對(duì)它的帶隙結(jié)構(gòu)和特性進(jìn)行研究。目前對(duì)于光子晶體的數(shù)值計(jì)算方法主要采用平面波展開法，格林函數(shù)法，時(shí)域差分法,傳輸矩陣法。這些方法都是基于研究復(fù)雜電介質(zhì)結(jié)構(gòu)的Maxwell方程組演變出來的。本文以一維光子晶體為主要研究對(duì)象，深入分析了光子晶體的傳輸特性，主要內(nèi)容為：1.本文研究光子晶體的基本概念和光子晶體所用到的基本原理，進(jìn)一步研究光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)和電子的能帶結(jié)構(gòu)，同時(shí)闡述了光子晶體的幾種應(yīng)用。2.主要利用傳輸矩陣法研究一維光子晶體的傳輸特性，分析光子晶體各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)光子晶體傳輸特性的影響,并用軟件得出模擬結(jié)果。作為面向新世紀(jì)的實(shí)
3、現(xiàn)人們對(duì)光的控制夢(mèng)想的新材料，光子晶體的光學(xué)特性以及晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究有非常重要的科學(xué)價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用意義。對(duì)于制作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)的一維光子晶體必將會(huì)被深入研究。光子晶體的研究必將成為新世紀(jì)光學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。關(guān)鍵詞：一維光子晶體，光子帶隙，傳輸矩陣，傳輸特性AbstractPhotoniccrystalsisapermittivitystructurewithperiodicpermittivity.Accordingtothedifferenceofdimensioninspace,thereareone,twoandthreedimensionPhotoniccrystals.T
4、helengthofperiodicstructureisclosetowavelengthoflight.ItalsoiscalledPhotonicbandgapmaterialsandhavemanycharacters:Photonicbandgap,spontaneousemissionopticsbistability,photoniclocalizationandsoon.Photonicbandgapisimportantinall.InthePhotonicbandgap,lightcanbetransmittedandthisgiveusachancetocontro
5、lthelight.BecauseofthecharacteristicofPhotoniccrystals,PeopleareinterestedinthetheoreticalanalyzeandlaboratorialresearchofPhotoniccrystals.Presently,thePhotonicbandgapisoneofhotspotinresearch.Toinvestigatethestructureandcharacteristicsofbandgap,therearemanymethodstoanalyzePhotoniccrystalsincludin
6、gtheplane-waveexpansionmethod,Green’sfunctionmethod,finite-differencetime-domainmethodandtransfermatrixmethod.AllofmethodsarecomefromMaxwellfunctiongroup.Inthisthesis,theopticalmechanismsofone-dimensionphotoniccrystalshavebeenanalyzed.Themainresultsareasfollows;1.Investigatedthefoundationconcepta
7、ndtheoryofphotoniccrystals,comparingitwithbandgapofelectronandshowsomeapplicationsofphotoniccrystals.2.Mainlyusethetransfermatrixmethodoftransmissionofone-dimensionalphotoniccrystalpropertiesofphotoniccrystalsofvarious
