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

1、Fibonacci準(zhǔn)周期介質(zhì)結(jié)構(gòu)作為重要的光子準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)上備受研究。本論文主要對(duì)含缺陷對(duì)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(jìn)行理論研究。主要包括以下兩個(gè)方面的內(nèi)容： 首先，以轉(zhuǎn)移矩陣方法研究了含缺陷對(duì)稱Fibonacci多層膜的透射光譜，發(fā)現(xiàn)這種膜系也表現(xiàn)出準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)的短程有序性和長(zhǎng)程無(wú)序性，并且缺陷層并沒(méi)有破壞準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)的尺度

2、不變性。與對(duì)稱Fibonacci多層膜相比較，含缺陷對(duì)稱Fibonacci多層膜的完美透射峰數(shù)目可通過(guò)缺陷層折射率和厚度兩個(gè)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(jī)誤差對(duì)透射率的影響，發(fā)現(xiàn)在入射角不大于π/10時(shí)以及膜層厚度誤差小于20％時(shí)，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(shí)該結(jié)構(gòu)與簡(jiǎn)單光子

3、晶體一樣也可實(shí)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(shí)，其Bloch波和缺陷模的色散關(guān)系與簡(jiǎn)單光子晶體相似；含負(fù)折射率缺陷時(shí)，其缺陷模呈現(xiàn)正、零和負(fù)三種色散關(guān)系，且出現(xiàn)零色散現(xiàn)象時(shí)缺陷層的折射率取值與Fibonacci膜系代數(shù)無(wú)關(guān)，并可在大角度甚至全角度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)零色散。此外，我們還計(jì)算了含負(fù)折射率缺陷準(zhǔn)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)。