二维复合介质柱光子晶体传输特性的研究.pdf

本人郑重飙此处所提交矗裂”二“文《二维复合介质柱光作者繇越车∥作者签名:数苹∥导师签名:多郊日期:畂/,瓜日期:如/,/厂日期:及。/な读博士口硕士蝣位期间,在导师指导下完成的博士口本人郑重声明:此处所提交的博士口硕迅∥论文《二维复合介质柱光曲阜师范大学硕士学位论文原创性说明曲阜师范大学硕士学位论文使用授权书,是本人在导师指导下,在曲阜师范大学攻读博士口研究工作所取得的成果。论文中除注明部分外不包含他人已经发表或撰写的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体,均已在文中已明确的方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。《二维复合介质柱光子晶体传输特性的研究》系本范大学攻论文。本论文的研究成果归曲阜师范大学所有,本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解曲阜师范大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权曲阜师范大学,可以采用影印或其他复制手段保存论文,可以公开发表论文的全部或部分内容。子硕诳诨啊獭
摘要关键词:光子晶体;光子禁带;光子晶体波导;时域有限差分方法;混合结构光子晶体是一种具有周期性结构的新型光学材料,由于它具有光子局域、光子禁带、抑制自发辐射等特性,使得光子晶体可以自由地控制光子的运动,用来制作全新原理或高性能光电子器件。光子晶体有着普通晶体所不具有的优点,对光子晶体的研究将会推动光子晶体在集成光电子器件和光通信领域的应用和发展。自光子晶体被提出以来,无论是理论还是实验的研究都取得了重大突破,本文应用时域有限差分方法对二维复合介质柱结构光子晶体带隙及光子晶体波导进行了研究,主要内容如下:低车夭隽斯庾泳宓亩ㄒ濉⒐庾泳宓男灾省⒐庾泳宓姆掷嗉肮庾泳逯谱方法,并对光子晶体的主要应用做了简单的介绍。虻ソ樯芰斯庾泳逯饕5睦砺垩芯糠椒ǎ饕=樯芰舜渚卣蠓ā⑵矫娌ㄕ箍7ā时域有限差分方法的计算与推导,并对三种方法进行了总结。通过比较我们发现时域有限差分法简单直观,容易编程,且可大大减少计算量,节省计算机内存。本文用此方法研究了光子晶体中电磁波的传播,进而讨论了光子晶体的有关性质。芯苛巳纸橹式惶媾帕械亩春辖橹手庾泳宓拇涮匦裕愿春辖橹手各层分别填充不同的介质以及在其中引入缺陷进行了研究。结果表明:光子禁带的形成与其有效介电常数有关,通过对内外层分别填充不同的介质材料进行比较,得出复合介质柱外层介质对光子禁带的起始频率有着重要的作用。由于复合介质柱有较多的可调因素,比如构成柱体的材料类型、组成介质的几何尺寸、层数等,因此实际应用时可根据具体需要调节,为滤波器和光开关等的制作等提供了理论指导。岢隽艘恢挚掌桨宀愫驮残胃春辖橹手旌献槌傻男滦投旌辖橹手庾泳结构。研究了改变混合介质柱的形状和结构参数对晶体透射特性的影响。该结构可以基本保留组合前光子晶体的主带隙,并且在新的频段产生新的禁带。在混合结构中将复合介质柱换为简单介质柱没有新的禁带产生。通过改变相关参数发现增加介质平板的宽度,增大内嵌介质柱的半径都有利于新禁带的产生。二维混合介质柱光子晶体比单一介质柱光子晶体有更多的可调因素,为相关光子晶体器件的设计提供了理论依据。
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录目致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..Ⅲ第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.§光子晶体的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第二章光子晶体的理论研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第三章二维复合介质柱光子晶体传输特性的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.§理论模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..§二维复合介质柱光子带隙的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯§二维复合介质柱光子晶体波导特性的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第四章二维混合介质柱光子晶体传输特性的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第五章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.硕士期间发表的论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯§光子晶体简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯§光子晶体的性质⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..§光子晶体的分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一§光子晶体的制备⋯⋯⋯