一維光子晶體的可調(diào)諧光學(xué)和磁光性質(zhì)的研究.pdf

1、因?yàn)楣庾泳w具有光子帶隙和光子局域等性質(zhì)，所以利用光子晶體可以如人所愿地控制光子的運(yùn)動(dòng)，從而可用來(lái)制作全新概念的高性能光電子器件。鑒于光子晶體器件具有高集成度、高穩(wěn)定性、高工作速度等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)光子器件的研究必將會(huì)推動(dòng)集成光電子器件和光通信領(lǐng)域的發(fā)展。也正是由于光子晶體獨(dú)特的性能和潛在的應(yīng)用前景，近年來(lái)，關(guān)于光子晶體的研究引起研究者們廣泛興趣。大量理論和實(shí)驗(yàn)研究表明，一維光子晶體的光學(xué)和磁光性質(zhì)受到缺陷層的影響很強(qiáng)烈。
　　 本文理

2、論上論證了通過(guò)引入多個(gè)磁性缺陷層設(shè)計(jì)對(duì)稱(chēng)的多缺陷結(jié)構(gòu)，改變?nèi)毕輰拥慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)，進(jìn)而可以改變光子晶體缺陷態(tài)的位置和相應(yīng)法拉第旋轉(zhuǎn)角的峰值位置。在適當(dāng)?shù)臈l件下，在光子晶體和非均勻薄膜的界面處可以出現(xiàn)光學(xué)表面態(tài)(塔姆能級(jí))。此外，當(dāng)選擇液晶材料作為缺陷層時(shí)，由于受外部環(huán)境(如外加電場(chǎng)、環(huán)境溫度)的影響，液晶材料的光學(xué)厚度得到改變，從而可以達(dá)到調(diào)控光子晶體光學(xué)性質(zhì)的目的。本文的研究為相關(guān)實(shí)驗(yàn)和器件的制備有一定的參考價(jià)值。文章主要內(nèi)容為：
　

3、　 一、一維多缺陷磁光子晶體磁光效應(yīng)單獨(dú)調(diào)控
　　 我們利用傳輸矩陣方法計(jì)算了含有多層磁性材料缺陷的一維磁光子晶體的傳輸特性。通過(guò)引入多個(gè)缺陷層，可以理論上實(shí)現(xiàn)多通道磁光隔離器的設(shè)計(jì)。數(shù)值模擬還表明：通過(guò)單獨(dú)地改變磁性材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)，每個(gè)磁光通道都可以獨(dú)立地調(diào)控。此外，在相應(yīng)的缺陷模頻率處，其法拉第旋轉(zhuǎn)角明顯增大。因此，這類(lèi)磁光子晶體對(duì)可調(diào)的多通道的磁光隔離器的設(shè)計(jì)有潛在的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　 二、含向列型液晶一維光子

4、晶體的溫度依賴(lài)的光學(xué)性質(zhì)的研究
　　 我們從理論上研究了含向列型液晶缺陷層的光子晶體的光學(xué)性質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn)：通過(guò)改變環(huán)境溫度可以導(dǎo)致透射峰大的紅移或者藍(lán)移；當(dāng)液晶分子的長(zhǎng)軸與入射電場(chǎng)的電矢量不平行也不垂直時(shí)，透射曲線(xiàn)中會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)透射峰。兩個(gè)透射峰出現(xiàn)主要來(lái)源于電場(chǎng)方向沿著和垂直于液晶分子長(zhǎng)軸的偏振光具有不同的共振模。同時(shí)透射曲線(xiàn)尖峰所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)位置，其極化偏轉(zhuǎn)也相應(yīng)得到了很大的增強(qiáng)。計(jì)算結(jié)果還表明：電場(chǎng)方向平行于液晶分子長(zhǎng)軸的偏振

5、光所對(duì)應(yīng)的透射峰對(duì)溫度的變化較為敏感。而當(dāng)溫度接近液晶的轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，極化偏轉(zhuǎn)隨著溫度的變化尤為明顯。主要是由于液晶由原來(lái)的各向異性變?yōu)楹髞?lái)的各向同性。這些理論研究結(jié)果有助于設(shè)計(jì)性能優(yōu)異的溫度傳感器。
　　 三、非均勻材料構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光學(xué)表面態(tài)
　　 我們研究了由一維光子晶體和折射率梯度變化的非均勻薄膜構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)。研究表明：在此異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光子晶體與非均勻薄膜的界面處，存在有一個(gè)很窄的局域的表面態(tài)，也就是所