基于一維光子晶體的寬角度入射寬帶通濾波器的研究.pdf

1、光子晶體是一種新型人工材料。頻率在某一范圍內(nèi)的光子無法在光子晶體內(nèi)傳播，這一頻率范圍稱為光子禁帶。光子禁帶是光子晶體最重要的特征。一維光子晶體由不同材料在一個方向上呈周期性結(jié)構(gòu)排列得到，類似于不同材料組成的多層膜結(jié)構(gòu)。它結(jié)構(gòu)簡單，制作方法成熟，可以用于設(shè)計(jì)各種形式的濾波器。
　　 在以往有關(guān)一維光子晶體濾波器的報(bào)道中，寬角度入射寬帶通濾波器比較少見。本文對如下兩個濾波器進(jìn)行了研究：
　　 1．基于一維光子晶體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，

2、以ZnSe和Na3AlF6為高低折射率材料，BK7為基底的濾波器在可見和近紅外區(qū)的交界處有較寬的通帶，在0°～50°入射范圍內(nèi)有較好的通帶透過率，通帶兩側(cè)又有明顯的截止區(qū)域。這種在寬角度入射時兼具截止和透過特性的濾波器在光子嫩膚、CCD攝像等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。
　　 2．基于一維金屬-介質(zhì)三元光子晶體，以ZnS,Ag和MgF2為材料，BK7為基底的濾波器，其通帶位于可見區(qū)，在0°～70°入射范圍內(nèi)通帶透過率好，同時又能濾去

3、紫外和紅外光。這類濾波器可用于平板顯示，照相手機(jī)，傳感器防護(hù)等場合。
　　 濾波器性能的計(jì)算為其在相應(yīng)的光電器件中的應(yīng)用提供了可靠的理論預(yù)測，它包括以下兩方面內(nèi)容：
　　 1．從光子禁帶的形成機(jī)理出發(fā)，分別推導(dǎo)了一維二元和三元光子晶體的色散關(guān)系，采用帶邊分析法確定了禁帶的位置，分析了入射角，不同偏振態(tài)對于帶邊位置，帶寬的影響，表明了濾波器的帶通特性。與傳輸矩陣法相比，帶邊分析法具有更為清晰、更為深刻的物理意義：光子晶體結(jié)