光子晶體帶隙結(jié)構(gòu)及色散性質(zhì)的研究.pdf

1、在信息社會(huì)日益發(fā)展的今天，隨著人們對各種業(yè)務(wù)需求的增加，光通信在信息社會(huì)中發(fā)揮著越來越重要的作用。光子晶體，又稱為光子禁帶材料，是將不同介電系數(shù)的材料在空間按照一定的周期（尺寸在光波長量級）排列所形成的一種人造“晶體”結(jié)構(gòu)。光子晶體具有的“光子禁帶”和“光子局域”的特性，決定了它具有廣闊的應(yīng)用前景。但對于光子晶體，研究了禁帶效應(yīng)，并獲得了一些應(yīng)用，如用光子禁帶實(shí)現(xiàn)光子晶體激光器、直角拐彎光子晶體波導(dǎo)、點(diǎn)缺陷共振窄帶濾波器等。由于其新異的

2、光學(xué)特性和廣泛的應(yīng)用前景，有關(guān)光子晶體的研究成為近十幾年來一個(gè)迅猛發(fā)展的新興領(lǐng)域。本文采用平面波展開的方法，系統(tǒng)研究了二維光子晶體的帶隙特性和變化規(guī)律。本論文的主要研究成果如下:
　　 (1)系統(tǒng)地闡述了光子晶體產(chǎn)生的歷史背景、概念及其主要特征。列舉了光子晶體應(yīng)用領(lǐng)域和目前光子晶體的主要研究領(lǐng)域，介紹了光子晶體的應(yīng)用、目前國內(nèi)外光子晶體的研究現(xiàn)狀以及光子晶體的一些常用的制備方法。
　　 (2)主要介紹了平面波展開法和時(shí)域

3、有限差分法，同時(shí)系統(tǒng)介紹了研究光子晶體的其他方法，諸如轉(zhuǎn)移矩陣法和N階(Order-N)法。
　　 (3)利用平面波展開法對二維光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，尋找影響二維光子晶體能帶結(jié)構(gòu)的不同因素，本文分別改變光子晶體不同截面氣孔結(jié)構(gòu)（圓形、橢圓形、正方形）的柱邊長、周期，得到了各不相同的能帶結(jié)構(gòu)。對于二維ZnO基和GaAs基不同截面光子晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，分別計(jì)算TE模和TM模的能帶結(jié)構(gòu)、光子帶隙及其影響因素，給出理論分析。利