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文檔簡介
1、光子晶體作為一種具有優(yōu)良性質(zhì)的人造光子學(xué)器件,在光通信等領(lǐng)域有著美好的應(yīng)用前景,近年來引起人們廣泛的重視。而介質(zhì)手性和結(jié)構(gòu)手性材料因其獨(dú)特的光學(xué)特性也是國際上的研究熱點(diǎn)之一,特別是手性光子學(xué)器件的研究更是方興未艾。本文基于偽譜時(shí)域(pseudospectral time-domain,PSTD)法和平面波展開法研究一維和二維手性光子晶體的傳輸特性。首先,對(duì)于光子晶體和光學(xué)手性的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,論述課題背景及意義。概念上對(duì)光學(xué)手性進(jìn)行分
2、類,簡明闡述介質(zhì)手性和結(jié)構(gòu)手性的定義與發(fā)展?fàn)顩r。為了將常用的一些計(jì)算光子晶體的數(shù)值方法應(yīng)用到手性光子晶體中,我們?cè)敿?xì)研究雙各向同性手性介質(zhì)的本構(gòu)方程。由于在手性介質(zhì)中,本征模式是左旋和右旋圓偏振光,故基于左右圓偏振光的分解方式,推導(dǎo)適合于BI-PSTD方法的手性離散方程,并描述手性平面波展開法。利用BI-PSTD算法研究一維手性光子晶體的帶隙結(jié)構(gòu)。通過仿真,針對(duì)不同層數(shù)情況下的線性手性光子晶體,展示相對(duì)于非手性情況的帶隙分裂現(xiàn)象。由于在
3、此類光子晶體的邊帶處存在旁瓣,嘗試使用不同的包絡(luò)函數(shù)對(duì)其進(jìn)行壓制,并探索使高頻和低頻邊帶同時(shí)切趾的方法。我們還討論引入手性和切趾后,光場在光子晶體中的分布變化?;谄矫娌ㄕ归_法,詳細(xì)的討論二維手性光子晶體的帶隙結(jié)構(gòu)。由于基底與填充物可以是手性的也可以是非手性的,有不同的手性光子晶體組合。相應(yīng)地分別計(jì)算正方、三角和蜂窩格子下的左右旋圓偏振光的帶隙結(jié)構(gòu)。并詳細(xì)討論手性參數(shù)對(duì)帶隙分離和完全禁帶的影響。最后,我們研究一維手性光子晶體中的雙穩(wěn)行為
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