二維光子晶體器件設計及其光傳輸特性的研究.pdf

1、由不同折射率的介質周期性排列而成的微結構的電磁波傳播特性成為近年來光學研究的重點之一。介質周期性結構,也就是所謂的光子晶體,存在光子禁帶(PhotonicBand-Gap,簡稱為PBG),又被稱為光子能帶或者光子帯隙,是光子晶體所特有的屬性。光子晶體的具有許多重要的應用發(fā)展前景,如光子晶體光纖、光子晶體全反射鏡、光子晶體波分復用通信、非線性光子晶體器件、全光二極管等。目前研究光子晶體能帶結構和光傳播特性的方法主要有:平面波展開法( PW

2、E)、時域有限差分法(FDTD)、轉移矩陣法( T M M)、有限元方法(FEE)等等。本文利用MEEP對二維正方結構和三角結構光子晶體的透過率及利用MPB對二維正方結構和三角結構光子晶體帶隙進行數值模擬計算,研究其中結構參數的變化對透過率和帶隙的影響,為實驗制備和發(fā)展應用光子晶體提供實驗理論依據。
　　全光二極管被視為未來全光信息處理技術的重要元件,而光子晶體作為一個控制光流動的平臺便成為研究全光二極管的基礎。基于光子晶體異質結

3、結構的全光二極管是目前的一個研究熱點,使其具有更好的單向傳輸特性是研究的一個目標。通過不斷改變二維光子晶體的填充比尋找到了一種透射率更高設計更簡單的全光二極管光子晶體結構。依據以上理論研究和數值模擬計算設計出異質結面優(yōu)化的光子晶體二極管,通過不斷模擬優(yōu)化非正交異質結界面處的光子晶體結構,增強了光子晶體二極管的單向透過率以及傳輸帶寬。然后在硅基SOI異質結平板上設計出簡單的二維平板光子晶體空氣槽納米腔。
　　通過改變二維光子晶體正交