可見光波段一維光子晶體多量子阱結構光學特性的研究.pdf

1、光子晶體是一種在幾何尺度上具有周期性結構的多層膜結構,在很大程度上是由人工設計和制造而成的。由于適宜于可見光區(qū)域的光子晶體材料較少、所得帶隙較窄,制約了其發(fā)展。目前具有寬帶隙、全方位、高反射率光子禁帶的研究包括兩方面:一是高、低折射率配比適宜材料的選取,但可選材料有限,難以有效展寬光子禁帶;二是結構模型的改進,如包覆、缺陷、嵌套、多量子阱結構等,多量子阱結構是近幾年增寬帶隙的有效方法之一。光量子阱結構可為設計既具有高反射率又具有全方位反

2、射特性帶隙成為可能;也為獲得帶有窄缺陷膜的較寬帶隙結構成為可能,這種一維光量子阱在可見光及近紅外波段光子器件如全方位反射鏡、二極管、激光器件、波導中具有潛在的應用價值,已成為近年來人們關注的熱點之一。
　　 總體來看,一維多層膜結構具有較二維、三維多層膜結構簡單、易于制備、成本低廉等優(yōu)勢,我們選用Ta2O5、Si、Zn、TiO2、MgF2、SiO2等,采用傳輸矩陣法對Ta2O5/MgF2、Si/MgFz、ZnS/MgF2、TiO

3、2/SiO2多層膜構成的多量子阱結構在可見光波段帶隙的光學特性進行了理論分析。首先研究Ta2O5/MgF2一維光量子阱結構,實現(xiàn)和展寬禁帶的寬度,用于可見光波段全方位反射器件的研究;以此為基礎分別研究由Si/MgF2、ZnS/MgF2構成的(AB)2(CD)m[(AB)4(CD)m]q-1(AB)2多量子阱結構,為設計無熒光雙色單芯片高效能白光LED和UV-LED提供理論指導;最后,研究由TiO2/SiO2構成的(EF)4(AB)3(C

4、D)1(AB)3異質(zhì)結構和由Si/MgF2組成(AB)2(CD)m[(AB)3(CD)m]q-1(AB)2量子阱結構分別在紫光濾波器和紅、綠、藍三通道濾波器中給出了具體的參數(shù),以便對實驗和實際生產(chǎn)起一定的借鑒和指導作用。
　　 多量子阱具有很廣闊的應用前景,至今已取得了很多應用。然而適用于可見光波段光子晶體多量子阱仍然匱乏,本文用數(shù)值模擬的方法從具有簡單結構的一維多量子阱結構著手,研究多量子阱勢壘重復周期m、勢阱重復周期s、量子