基于声光效应的光子晶体传光特性的研究

来源 :中北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tiger0092009
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光子晶体的出现揭示了一系列新的电磁现象,开辟了新的研究领域,是材料学、光学、电磁学、集成技术交叉研究的人工材料,成为了纳米技术、光信息技术、光电子元件等领域的研究热点。本文以一维光子晶体为研究主体,利用传输矩阵法分析光子晶体的声光特性,主要进行了以下相关内容的研究:1、介绍光子晶体的国内外发展现状,常用于光子晶体的几种研究方法,光子晶体的应用前沿及其发展。运用传输矩阵法对一维光子晶体的传光特性进行推导,得到体系的透射率及反射率。对晶体光学理论中的涉及到的折射率椭球、介电张量等给予推导说明,理论推导声波作用于光子晶体时,光子晶体的折射率变化、光学厚度变化及传输矩阵的系数形式。2、构建一维异质光子晶体结构(AB)50(BA)50模型,用传输矩阵法分别在479.6~515.2nm,669.4~859.7nm,1477~1608nm得到光子带隙。当超声波作为外加场源作用于此结构光子晶体,基于声光效应,光子晶体的折射率及介质厚度都发生微小变化,进而光子晶体的禁带宽度及位置发生改变。光子晶体的带隙受到受到时间参数的影响,在半个时间周期整数倍的节点处,光子晶体出现光子带隙,当入射声波的振幅发生变化,光子禁带发生变化,且受到时间的调制;然后分析了声波频率对光子带隙的影响,随声波频率的减小,光子禁带向短波方向移动,且光子带隙的宽度减小。3、掺杂缺陷态的一维异质光子晶体(AB)25AA(BA)25在超声波作用下的传光特性。研究表明:此结构光子晶体可以在1483~1610nm处形成光子带隙,且由于缺陷层的掺杂,在1530nm处出现透射峰,当超声波入射后,透射峰的位置及透射率随时间节点不同呈现两种趋势变化,带隙位置变化仍满足之前所得结论,且声波振幅对透射峰也产生规律性影响。
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