Fibonacci準周期介質(zhì)結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性.pdf

1、Fibonacci準周期介質(zhì)結(jié)構(gòu)作為重要的光子準晶體，在最近二十幾年里由于其奇特的光學(xué)現(xiàn)象而在理論和實驗上備受研究。本論文主要對含缺陷對稱Fibonacci多層膜和以Fibonacci膜系為晶胞的一維含缺陷光子晶體的光學(xué)特性進行理論研究。主要包括以下兩個方面的內(nèi)容： 首先，以轉(zhuǎn)移矩陣方法研究了含缺陷對稱Fibonacci多層膜的透射光譜，發(fā)現(xiàn)這種膜系也表現(xiàn)出準周期結(jié)構(gòu)的短程有序性和長程無序性，并且缺陷層并沒有破壞準周期結(jié)構(gòu)的尺度

2、不變性。與對稱Fibonacci多層膜相比較，含缺陷對稱Fibonacci多層膜的完美透射峰數(shù)目可通過缺陷層折射率和厚度兩個參數(shù)按一定規(guī)律任意調(diào)控。此外，研究了TE模和TM模的透射率隨入射角的變化以及膜層厚度隨機誤差對透射率的影響，發(fā)現(xiàn)在入射角不大于π/10時以及膜層厚度誤差小于20％時，完美透射峰的性質(zhì)仍能基本保持。 其次，研究了以Fibonacci膜系為晶胞的一維光子晶體中電磁波模式的色散關(guān)系，發(fā)現(xiàn)不含缺陷時該結(jié)構(gòu)與簡單光子

3、晶體一樣也可實現(xiàn)全角高反，而且其通帶寬度隨著晶胞Fibonacci代數(shù)增大而縮窄；含正折射率缺陷時，其Bloch波和缺陷模的色散關(guān)系與簡單光子晶體相似；含負折射率缺陷時，其缺陷模呈現(xiàn)正、零和負三種色散關(guān)系，且出現(xiàn)零色散現(xiàn)象時缺陷層的折射率取值與Fibonacci膜系代數(shù)無關(guān)，并可在大角度甚至全角度范圍內(nèi)實現(xiàn)零色散。此外，我們還計算了含負折射率缺陷準晶的透射光譜，得到了與色散關(guān)系相符合的結(jié)果，并觀察到透射光譜中透射峰的梳狀結(jié)構(gòu)。