GeSbSe基質(zhì)光子晶體波導(dǎo)傳輸特性與制備研究.pdf

1、GeSbSe硫系光子晶體波導(dǎo)結(jié)合了硫系材料和光子晶體帶隙的特征。由于硫系材料具有較高的折射率、較低的雙光子吸收、良好的三階非線性和中紅外透過性等優(yōu)點(diǎn)，使硫系光子晶體波導(dǎo)廣泛應(yīng)用在非線性光學(xué)和紅外傳感領(lǐng)域。
　　本文從理論上研究了硫系光子晶體彎曲波導(dǎo)的傳輸特性，并對硫系直波導(dǎo)的制備做了簡單研究。本文從硫系光子晶體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開始著手，分別設(shè)計(jì)了通信波段和中紅外波段硫系光子晶體波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；接著對通信波段和中紅外波段硫系60°彎曲波導(dǎo)傳輸特

2、性進(jìn)行了研究，使這兩種波段的波導(dǎo)在很長工作波長范圍內(nèi)都有很高的傳輸效率，在此基礎(chǔ)上并對連續(xù)60°彎曲中紅外波段波導(dǎo)進(jìn)行簡單結(jié)構(gòu)優(yōu)化；最后對硫系光子晶體直波導(dǎo)的制備做了簡單的介紹，分別利用電子束曝光加 ICP刻蝕和聚焦離子束這兩種方法來刻蝕硫系光子晶體直波導(dǎo)，并對制備出的直波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)做了簡單分析。
　　第一章首先介紹了光子晶體的概念及其特性和應(yīng)用范圍，接著介紹了硫系玻璃的特征及優(yōu)點(diǎn)，并對硫系光子晶體波導(dǎo)研究現(xiàn)狀做了簡單介紹，最后對

3、本文的研究背景做了簡單說明。
　　第二章介紹光子晶體相關(guān)的理論知識。詳細(xì)介紹了用于計(jì)算光子晶體帶隙的平面波展開法(PWE)和用于模擬傳輸特性的時域有限差分法(FDTD)，并對這兩種方法公式做了簡單的推導(dǎo)。
　　第三章從光學(xué)軟件 RSoft的基本操作入手，分別設(shè)計(jì)了通信波段和中紅外波段硫系光子晶體波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時主要分析了硫系光子晶體結(jié)構(gòu)類型、晶格類型、半徑等對硫系光子晶體帶隙的影響，最終得到了寬帶隙的硫系光子晶體，當(dāng)在設(shè)計(jì)好

4、的硫系光子晶體中引入線缺陷時，可以得到性能優(yōu)良的硫系光子晶體波導(dǎo)。
　　第四章重點(diǎn)介紹了硫系光子晶體60°彎曲波導(dǎo)在通信波段和中紅外波段傳輸特性的優(yōu)化，對于通信波段彎曲波導(dǎo)，未優(yōu)化的波導(dǎo)在通信波段的傳輸效率很低，通過在彎曲區(qū)域加上若干空氣孔使其盡量緩平，可以大大提高其傳輸效率。同理對于中紅外波段彎曲波導(dǎo)，未優(yōu)化的波導(dǎo)傳輸效率也很低。可以首先在彎曲區(qū)域引入兩個空氣孔使其盡量緩平，再在線缺陷區(qū)域引入若干空氣孔，經(jīng)過上述兩步優(yōu)化的中紅外