17279.soi基siox柱光子晶體的研究

1、山東建筑大學碩士學位論文題目S01基SiOx柱光子晶體的研究計：學位論文6l頁表格0個插圖70幅評閱人：指導教師：學院院長：學位論文完成日期：蠢益些王繼皇2Q!生壘且山東建筑大學碩士學位論文摘要人類科技的進步很大程度上是基于新材料的發(fā)現(xiàn)與應用，光子晶體作為新型的人工材料，由于其具有光子禁帶和光子局域的特性，使光子晶體制作的光學器件擁有傳統(tǒng)光學器件無法比擬的優(yōu)勢。絕緣體上的硅(SOI)是突破目前體硅材料極限最主要的解決方法，具有成本低、集

2、成度高、抗輻射、耐高溫的優(yōu)勢。SOI由于其表面層跟氧化硅埋層的折射率差，形成平面波導結(jié)構(gòu)。在SOI基上制備的二維光子晶體，受到人們的廣泛關注。本文主要運用有限時域差分法從理論上研究了SOI基SiO；柱平板光子晶體的光波傳播特性，主要工作如下：(1)介紹了SOI材料的特點、應用領域和光子晶體的概念、結(jié)構(gòu)特性、應用領域、常用的制備方法以及主要的理論研究方法。詳細說明了平面波展開法和有限時域差分法計算公式。(2)介紹了光子晶體平板波導理論，總

3、結(jié)了目前制作準三維光子晶體的主要材料和工藝。說明目前曝光刻蝕工藝各自的應用優(yōu)勢，曝光刻蝕技術(shù)可以在SOI基上形成空氣孔或Si柱來形成二維平板光子晶體結(jié)構(gòu)，離子注入可以在SOI基質(zhì)材料上形成折射率不同的SiO。介質(zhì)柱來形成二維平板光子晶體結(jié)構(gòu)。(3)利用有限時域差分法對SOI基三角晶格空氣孔和Si0。柱平板光子晶體進行模擬計算分析。通過對不同介質(zhì)柱半徑和品格常數(shù)的SOI基三角晶格空氣孔和SOI基三角晶格Si02柱平板光子晶體的透射曲線進行

4、分析，我們發(fā)現(xiàn)：只有半徑變化時，在FK方向，禁帶寬度隨著半徑的增加先增大后減小，其禁帶中心波長變?。恢挥芯Ц癯?shù)變化時，禁帶中心隨晶格常數(shù)變大而右移。我們還研究了SOI基三角晶格不同折射率SiO。柱平板光子晶體具有相同周期結(jié)構(gòu)時的禁帶結(jié)構(gòu)，在Ⅸ方向折射率差越大，禁帶越寬，禁帶中心波長變大。朋方向上，形成禁帶的要求較高，脹方向上比刪方向容易形成有規(guī)律的禁帶。(4)設計了一SOI基三角晶格Si02柱W1型直波導，對其透射曲線進行研究，在進行