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1、光子晶體是折射率在空間周期性變化的介電結(jié)構(gòu),其變化周期和光的波長(zhǎng)為同一個(gè)數(shù)量級(jí)。光子晶體也稱為光子帶隙材料,也有人把它叫做電磁品體。它極大地修正了光子的色散關(guān)系,在其中可能存在著類似于半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)中的禁帶,稱之為光子帶隙。頻率落在光子帶隙內(nèi)的電磁波不能在光子晶體中傳播,因此它具有許多特異的物理現(xiàn)象。如自發(fā)輻射的抑制,零點(diǎn)脈動(dòng)的消失,能量轉(zhuǎn)移,光子壓縮態(tài),光雙穩(wěn)和光開關(guān)等。由于這些獨(dú)特的性質(zhì),它已吸引了越來(lái)越多的研究者的關(guān)注。
2、 本文主要通過(guò)學(xué)習(xí)光子晶體的數(shù)值方法-傳輸矩陣法和導(dǎo)模展開法來(lái)探究光子晶體特性,傳輸矩陣法研究了一維光子晶體的傳輸特性,而導(dǎo)模展開法探究了W1波導(dǎo)的光子晶體薄板的能帶結(jié)構(gòu)和固有損耗。
首先,作者利用傳輸矩陣法研究了一維光子晶體的傳輸特性,主要探究了入射角和周期結(jié)構(gòu)對(duì)完整光子晶體和存在缺陷的光子晶體的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)當(dāng)兩種材料的介電常數(shù)相差很大時(shí),就會(huì)越容易出現(xiàn)帶隙,帶隙的范圍就會(huì)越大;(2)隨著介電常數(shù)的增大
3、,帶隙的中心頻率下降;(3)當(dāng)未摻入激活雜質(zhì)時(shí),光譜的透射率和反射率之和為1。當(dāng)摻入激活雜質(zhì),即光子晶體存在了缺陷,那么在某些頻率上出現(xiàn)受激輻射增強(qiáng)現(xiàn)象使得光強(qiáng)顯著增加。當(dāng)光子晶體周期數(shù)不斷增加時(shí),受激輻射增強(qiáng)峰出現(xiàn)處的頻率值不斷減小,即隨著層數(shù)的增加受激輻射逐漸增強(qiáng),受激輻射增強(qiáng)峰的位置也在逐漸向相對(duì)頻率小的方向移動(dòng)。
其次,利用導(dǎo)模展開法研究了W1波導(dǎo)的光子晶體薄板的能帶結(jié)構(gòu)和固有損耗,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)隨著孔半徑的
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