文档介绍：南京邮电大学硕士学位论文摘要者:』翌堕级研究生袁彬彬指导教师夔登室上学科、专业:工学光学工程研究方向:光通信与光信息处理目:二维光子晶体光波导传输特性的研究主题词:光子晶体光波导时域有限差分法光子带隙耦合螅英文题目:作题:.—
摘要关键词:光子晶体光波导,时域有限差分法,光子带隙,耦合光通信具有巨大的传输带宽,极低的传输损耗,可抗强电磁干扰,不向外辐射电磁波。目前光信息处理技术尚不成熟,为解决通信系统中的“电子瓶颈侍猓庾泳逖杆俪为人们研究的热点。光子晶体最大的特点是存在光子带隙,频率落在光子带隙内的电磁波不能在光子晶体中传播,因而具有阻光性,能够很好的控制光在介质中传输。光子晶体在光通信系统中有着广泛的应用。光子晶体光波导以其优越的传输特性受到人们的关注。各种结构的光子晶体光波导先后被提出来。光子晶体光波导是一种带有线缺陷的二维晶体的波导,在论文中我们采用空气作基质,介质柱周期性的分布于基质上,线缺陷即将光子晶体中的一排或多排的介质柱移去,或者改变其相对介电常数,从而改变光子晶体的周期性。本文通过时域有限差分方法重点分析了线缺陷光子晶体光波导和直角线缺陷光子晶体光波导的透射系数,通过分析得到光子晶体光波导具有很宽的带宽。时域有限差分法具有计算较为简便、通用性和适用性较强、节约计算时间和存储空间的优势。随后主要对普通介质波导和光子晶体光波导的耦合特性进行分析,通过改变光子晶体的结构参数,可以得到很好的耦合效率。应用电磁理论和时域有限差分法对光子晶体光波导祸合器进行理论分析和数值模拟,通过调节波导耦合长度,可以改变光子晶体光波导耦合器的耦合特性,选择适当的结构参数,可将光子晶体光波导耦合器应用于光通信中的滤波、分频等方面,为光子器件在光通信技术中的应用提供理论依据。南京邮电大学硕士研究生学位论文
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吼蝴吼龃秒南京邮电大学学位论文独创性声明南京邮电大学学位论文使用授权声明含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权南京邮电大学研究生部办理。研究生签签名:
酽”撕一瞰和。可—例甲琭第一章绪论光子晶体概述光子晶体是甕于年提出的新概念和新材料】【俊】。从晶体结构来说,晶体内部的折射率周期性分布。光波受到介质周期性势场的影响而具有能带。光子能带之间被禁止在介质中传播。能够产生光子带隙的周期性电介质材料称为光子晶体。由于光子晶体的优良特性,它在许多领域有应用价值:可制作光子晶体光纤、光子晶体波导、光子晶体偏振器、光子晶体滤波器等新型器件。在固体物理学的研究中可以发现,由于晶体内部周期性排列的原子所产生的周期性电势场对电子有特殊的约束作用。在这样的空间周期性电势场中电子的运动规律是由下列薛其中是电子的势能函数,它具有空间周期性。,电子的能量荒苋∧承├肷⒌奶厥庵担谀承┠芰壳淠诜匠涛藿猓簿褪撬档缱拥哪芰坎豢赡落在这样的区间,该区间称为能量禁带。通过研究发现,电子在这种周期性结构中的德布罗意波长与该结构的晶格常数具有大致相同的数量级。由电磁场理论,在介电常数呈空间周期性分布的介质中,其电磁场分布满足如下匠蹋其中‰为平均相对介电常数,O喽越榈绯J牡髦撇糠郑婵占湮恢米鲋芷性变化,U婵罩泄馑伲课5绱挪ǖ钠德剩芦,为电磁波的电场矢量。,,而在某些频率区间内无解。即在介电常数呈周期性分布的介质中,电磁波的某些频率可能出现带隙,即光子带隙琍D芰看τ诠庾哟赌艽段诘墓庾定谔方程决定的:.南京邮电大学硕士研究生学位论文
锈锈麓锾嚣瓣辫爹缪薰缓渤蠢荔黝糍光子晶体光波导的介绍庶勰,媳被禁止传输,此处出现带隙,称为光子带隙,我们把具有光子带隙的材料称为光子晶体。所以光子晶体的最大特点是具有光子带隙,在光子晶体中是由材料的折射率周期性变化产生了光子带隙结构,从而由光子带隙结构控制着光在光子晶体中的传输,使能量落在禁带带隙中的电磁波无法继续传播。光子晶体材料的显著特点是,可以如愿控制光子的运动轨迹。如果人为破坏周期结构,比如移去一