文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
缺陷效应对光子晶体波导透射率的影响
姓名:黄殷
申请学位级别:硕士
专业:理论物理
指导教师:吕燕伍
20090701
中文摘要摘要:光子晶体是拥有光子带隙的新型光学材料。因为它能与现有的半导体材料分布的缺陷称为线缺陷:二维连续分布的缺陷称为面缺陷。由于缺陷的引入,在在弯折波导中的传输透过率。同时,不同程度的缺陷错位,又使得光波沿不同方分类号:.和工艺很好地结合,在未来的通信和光电集成行业具有巨大的应用前景,极有可能成为未来光子产业的基础材料。如果破坏光子晶体原有晶格的平移对称性或单元的几何、物理特性,其带隙必然发生变化。按照空间结构的不同,通常将孤立的缺陷称为点缺陷;一维连续完好的光子晶体的带隙中将产生局域缺陷态,进而由此使得光子晶体波导成为可能。本文采用有限时域差分法对光子晶体波导进行了研究。首先讨论了一维直光子晶体波导微腔谐振态的传输特性。通过改变晶体圆柱的形状和介质对比度,有效且有规律的提高了模式下谐振态的传输透过率。本文还引入了一种新的错位缺陷效应并将其应用于二维耦合光子晶体波导中。实现了模式下局域电磁光波在二维锐角耦合光子晶体波导的有效传输,使得在全平面弯折光波成为可能。适当的缺陷错位保证了高的微腔耦合效率和光波向弯折。关键词:光子晶体;波导;缺陷;
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签字蹴炒月/’日学位论文作者签名:嵌良独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他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。
导师签名:扬学位论文作者签名:签字日期:易∥夕年耭,学位论文版权使用授权书同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。年拢琾日本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,提供阅览服务,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得签字同期:
致谢谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来吕燕伍教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作,在学习上和生活上都给本论文的工作是在我的导师吕燕伍教授的悉心指导下完成的,吕燕伍教授严吕燕伍老师对我的关心和指导。予了我很大的关心和帮助,在此向吕燕伍老师表示衷心的谢意。吕燕伍教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见,在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间,赵爱伦、唐占军等同学对我论文中的一些研究工作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢家人父母黄崇文,殷浩园他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。
术的进一步发展与进步,半导体技术在传输速度、集成电路小型化、空间相容性使下,人们开辟了一个崭新的新型光电子材料领域一光子晶体。科技是人类社会发展的原动力。正是不断发展的科学技术和层出不穷的科技产品推动了人类社会的不断进步。上世纪半导体材料的发现与大规模应用引发了上世纪轰轰烈烈的电子工业革命。由此开始,半导体材料成为了现代信息社会的基石。半导体器件的普及程度到如今可以说是登峰造极的地步。大规模集成电路、计算机、信息高速公路等等这些都是由半导体带来的。几乎所有的半导体器件都是围绕如何利用和控制电子的运动,电子在其中起到决定作用。然而集成的极限在可以预见的将来出现,这是由电子的特性所决定的。然而,尽管半导体器件对社会和科学技术的推动是巨大的,但是随着科学技等方面都已经不能满足科技的发展需求。与此同时,光子有着电子所不具备的优势:速度快,彼此间不存在相互作用。于是,人们寄希望于制造出能与传统半导体工艺很好结合的光子器件用以代替电子器件实现信息的全光网络传输,以提高信息的容量和传输效率。另一方面,在光电子领域中人们通常希望借由物质改变光的行为,从而达到对光的控制和应用。通过在波长尺度上特定的物理结构的改变,使光波在物质中的电磁特性也相应得到改变。如果人们能够设计出一种新型材料能够使光波仅在一些特定的方向传播或者将其限制在一个特定的区域内,那么一个更大范围的技术革命将成为现实。在过去的几十年中,在控制光在材料中传播的目标的强烈驱
雨圈匿庾泳寮蚪光子晶体概念盘壬昌往蚀盒年”在讨论如何抑制自发辐射时提出了光子晶体这一新概念。几乎同时,甁在讨论光子局域时也独立提出。如果将不同介电常数的介电材料构成周期结构,电磁波在其中传播时由于布拉格散射,电磁波会受到调制而形成