文档介绍：上海大学
博士学位论文
含复合缺陷的一维光子晶体的非线性传输特性的研究
姓名:侯鹏
申请学位级别:博士
专业:无线电物理
指导教师:王奇
20090301
摘要体可以自由地控制一定频率范围内或某固定频率的电磁波在空间不同方向上的发射、输运和滤波。这一思想给光通信技术,特别是给传统微波通信技术带来革位移随入射波强度的变化关系,首次发现。灰扑嫒肷涔馇慷的改变呈双稳态变化,提出了双稳态位移的概念。当入射波强度从较大值减小时,.籭灰票淮蟠笤銮浚诘兔鲋蹈浇锏阶畲笾怠O晗光子晶体是一种新型的人工合成光学材料,其组成材料的折射率在空间呈周期性分布。光子晶体的尺度与电磁辐射波长具有相同数量级,最根本特征是具有光子带隙。能够像半导体控制电子的运动一样,通过对材料结构的设计,光子晶命性的创新理念。合成新型光子晶体、探讨新的物理特性及应用,一直是光子晶体研究的热点。本文将采用亚波长材料、负折射率材料、非线性材料来构造一维光子晶体的复合缺陷,深入研究光在其中的非线性传播特性,期盼研究结果能够进一步完善光子晶体的非线性特性,为新型光学器件的设计提供新思路。本文的主要工作和创新点概括如下:芯苛司哂兄屑湎咝愿舨愕鸟詈戏窍咝匀毕荻砸晃庾泳逅忍匦缘影响。发现这种复合结构的光学双稳态受到中间线性介质层的强烈调制,当中间线性层光学厚度固定时,双稳态阈值随其折射率的减小而减小·,当中间线性层的折射率固定时,双稳态阂值随其厚度的增加呈周期性变化。恰当选择中间线性介质层的参数可大大降低双稳态阈值。孟咝员∧ず蚄牧瞎乖煲晃庾泳宓母春先毕荩直鹧芯苛讼咝匀陷膜为双负折射率材料和右手材料两种情况下,线性缺陷膜对一维光子晶体的电场分布、线性缺陷模频率和双稳态阈值的影响,发现当线性缺陷膜为双负材料时,上述三个参量随线性薄膜物理参数变化的趋势与具有相同绝对值参数的正折射率线性薄膜时的情形完全相反。。利用所推导的关系式分析了中间位置含材料的一维光子晶体透射波束纵向上海人学博上学化论文
关键词:光子晶体、双稳态、负折射、.灰啤⒀遣ǔげ牧偏离线性缺陷模频率的程度。随着入射波频率逐渐接近线性缺陷模频率,性缺陷模频率时,双稳态位移消失。稳态阈值增大,位移峰值却减小,回滞曲线上下两部分间的距离先是变值和峰值产生剧烈影响,并且磁导率的绝对值越大,影响越明显。对于态位移的方向突然从向上翘变为向下翘,并且随着入射光强的变化,位由于亚波长材料的负折射率和非线性介质内有效折射率随入射波强度的缘的反射谱线基本上没影响,但能够大大增强光子晶体禁带边缘的变为正值,在禁带的上边缘,情形却恰恰相反。讨论了缺陷膜的厚度、线性折射率、入射波频率以及入射角对双稳态位移的影响,发现双稳态位移的峰值随非线性材料线性折射率的成倍增长而减小。当光子晶体结构和入射角确定时,双稳态位移取决于入射波频率位移峰值急剧增大,但当入射波频率非常接近线性缺陷模频率甚至超过线芯苛搜遣ǔと毕菽ざ院琄类型非线性缺陷的一维光子晶体缺陷模频率附近透射波束双稳态位移特性的调制作用。研究表明双负折射率亚波长缺陷膜能明显改变双稳态位移特性。随着磁导率绝对值的增加,双得越来越小,直到两部分重合在一起,而后随着磁导率绝对值的增加,原来位于回滞曲线下面的部分移动到了上面,而原来上面的那部分却移动到了下面,并且随着磁导率绝对值的增加两部分间的距离增大。研究还发现,亚波长缺陷膜和缺陷膜的前后位置次序对双稳态位移的阈,,结构,当亚波长缺陷膜磁导率的绝对值较大时,双稳移大部分变为负值。这些特性都是普通右于材料所不具备的,这主要是缓慢变化共同作用造成的。业波长空气薄膜的引入,⑶遥纳媳咴岛拖卤咴荡σ槐呶U担硪边为负值,任何一边位移都是正负相间隔。当更换亚波长空气薄膜和非线性薄膜的位置次序时,禁带下边缘的位移由正值变为负值,而负值却所取得的理论结果对新型光学器件乇鹗枪庾蛹际踔腥鄙俚墓饴呒件、记忆存储元件和光转换器等纳杓朴肟7⒕哂幸欢ǖ闹傅甲饔谩上海人学褥上学位论文
.甌甌—甒甒,.,甀疭,上海大学博士学位论文琽’瓼,,猟瑆’,,.
.甒甒甒甒瑃瓵瓾—.,,·趎冱猟——.甌琤,
.—￡,.,..:琽琻珿狧瑂
签名:够日期:啦原创性声明本论文使用授权说明本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。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己发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留论文及送交论文复印件,允许论文被