Fibonacci準周期介質結構的光學特性.pdf

1、Fibonacci準周期介質結構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現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特性進行理論研究。主要包括以下兩個方面的內容： 首先，以轉移矩陣方法研究了含缺陷對稱Fibonacci多層膜的透射光譜，發(fā)現這種膜系也表現出準周期結構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構的尺度

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目可通過缺陷層折射率和厚度兩個參數按一定規(guī)律任意調控。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系，發(fā)現不含缺陷時該結構與簡單光子

3、晶體一樣也可實現全角高反，而且其通帶寬度隨著晶胞Fibonacci代數增大而縮窄；含正折射率缺陷時，其Bloch波和缺陷模的色散關系與簡單光子晶體相似；含負折射率缺陷時，其缺陷模呈現正、零和負三種色散關系，且出現零色散現象時缺陷層的折射率取值與Fibonacci膜系代數無關，并可在大角度甚至全角度范圍內實現零色散。此外，我們還計算了含負折射率缺陷準晶的透射光譜，得到了與色散關系相符合的結果，并觀察到透射光譜中透射峰的梳狀結構。