基于多層介質(zhì)膜的三維光子晶體設(shè)計(jì)與制備.pdf

1、光子晶體是一種新型的人工結(jié)構(gòu)功能材料，通過(guò)不同結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)控制光傳播的功能。光子晶體可以具有光子禁帶、光子局域效應(yīng)以及負(fù)折射率等特性，在光通訊、微波通訊、光電子集成以及國(guó)防科技等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。因此，如何制備高質(zhì)量小尺寸的光子晶體，特別是三維光子晶體的制備，已成為光子學(xué)研究的熱點(diǎn)。本文基于多層介質(zhì)膜，設(shè)計(jì)并制備了三維光子晶體。 首先，從光傳輸矩陣?yán)碚摮霭l(fā)，設(shè)計(jì)了不同光學(xué)厚度的多層介質(zhì)膜結(jié)構(gòu)，由于設(shè)定其具備對(duì)特定波長(zhǎng)的增透

2、或高反功能，可以將其視為一維光子晶體。根據(jù)設(shè)計(jì)模型，利用真空電子束鍍膜方法制備一維光子晶體。 采用平面波展開法計(jì)算光子晶體能帶分布，并采用時(shí)域有限差分法計(jì)算光子晶體光場(chǎng)分布。R-soR軟件所模擬計(jì)算的結(jié)果表明，通過(guò)在多層介質(zhì)膜結(jié)構(gòu)上打孔，可實(shí)現(xiàn)三維光子晶體的制備；其中圓孔的排列方式、晶格常數(shù)、以及所用介質(zhì)膜的折射率對(duì)光子能帶和光場(chǎng)分布有顯著的影響。通過(guò)對(duì)上述各種因素的綜合考慮，設(shè)計(jì)了三種不同結(jié)構(gòu)的三維光子晶體光刻模版。