二維光子晶體波導(dǎo)能帶結(jié)構(gòu)及慢光特性研究.pdf

1、控制光波在介質(zhì)中的傳輸速度已經(jīng)成為光學(xué)領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。慢光以其在光學(xué)延遲線、全光緩存、光通信等領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景而獲得了廣泛的關(guān)注。相比傳統(tǒng)的慢光技術(shù)，光子晶體缺陷波導(dǎo)中的慢光完全取決于光子晶體波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，可以在室溫下形成慢光，產(chǎn)生很低的群速度，為光電子器件的集成化和小型化提供了可能。
　　本文圍繞二維光子晶體慢光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)及性能開展了深入的研究。完成的主要工作如下：
　　(1)以二維方型晶格和二維三角晶格為例，利用PWE計

2、算了完美光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)，并運(yùn)用MPB分析了光子晶體能帶結(jié)構(gòu)的形成過程中，每條能帶磁場的分布情況，可以看到能帶形成的磁場對晶體結(jié)構(gòu)的對稱性有一定的要求。
　　(2)重點(diǎn)對單線缺陷波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。以二維三角晶格線缺陷波導(dǎo)為例，分析了其能帶結(jié)構(gòu)、色散關(guān)系、群速度等特性，提出了利用熱光效應(yīng)和熱脹冷縮效應(yīng)動態(tài)調(diào)整群速度的方法，并通過改變介質(zhì)介電常數(shù)、介質(zhì)柱半徑和介質(zhì)折射率、缺陷位置，分析計算并理論驗(yàn)證了影響群速度改變的根本因素是缺陷頻

3、率的變化，基于此，對光子晶體波導(dǎo)的理論參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析，可以將其群速度在室溫下調(diào)節(jié)到0.02c以下。
　　(3)通過對單缺陷諧振腔及常規(guī)波導(dǎo)與光子晶體波導(dǎo)耦合的傳輸特性的分析，優(yōu)化了原有對稱單缺陷部件的雙缺陷耦合波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，將單缺陷部件調(diào)整為不對稱、空氣孔不確定的缺陷結(jié)構(gòu)。分析了不同的m、n值對質(zhì)量因子、共振頻率和共振透射率等的影響，發(fā)現(xiàn)m=3時波導(dǎo)的各項(xiàng)指標(biāo)為最優(yōu)，計算了m=3、波導(dǎo)長度d=8.00α、d=8.30α?xí)r的缺陷模分