本文關(guān)鍵詞：低介電常數(shù)超材料在磁光隔離器中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 光子晶體 磁光效應(yīng) 低介電常數(shù)超材料 傳輸矩陣法 磁光隔離器

【摘要】：光子晶體的概念是在二十世紀(jì)八十年代末的時(shí)候提出的,發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)成為了現(xiàn)代科學(xué)的重要研究領(lǐng)域。光子晶體是一種由金屬材料或介質(zhì)周期或準(zhǔn)周期排列而成的人工材料。它具有光子局域以及光子禁帶等特性,因此一維光子晶體中加入磁光介質(zhì)層所形成的一維單缺陷磁光光子晶體在外加磁場(chǎng)作用下能在磁光介質(zhì)層處增強(qiáng)磁光效應(yīng)。一維磁光子晶體在實(shí)現(xiàn)大的旋轉(zhuǎn)角的同時(shí)還可以具有比較高的能量傳輸率。將低介電常數(shù)超材料應(yīng)用到一維磁光光子晶體中,不僅能夠增大旋轉(zhuǎn)角度,還能增強(qiáng)能量的傳輸率,為磁光隔離器的集成化提供一種思路,同時(shí)也為低介電常數(shù)超材料提供了一種新的可能應(yīng)用。目前的一維磁光光子晶體結(jié)構(gòu),存在著一些普遍的問題:第一,光譜響應(yīng)范圍比較小,一般只能在中心波長(zhǎng)以及很小的波動(dòng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較好的光隔離,如果用于寬帶通信時(shí),器件往往不能很好的滿足要求;第二,帶寬范圍內(nèi)頻譜響應(yīng)曲線欠平坦,對(duì)磁光隔離器的性能存在影響;第三,結(jié)構(gòu)的膜層總層數(shù)較多,不易于實(shí)際的制備。針對(duì)上述所產(chǎn)生的問題,本文結(jié)合低介電常數(shù)超材料來設(shè)計(jì)一維磁光光子晶體結(jié)構(gòu),并利用傳輸矩陣法對(duì)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能分析。本文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果可概括為:1.基于傳輸矩陣方法,探討一維單缺陷磁光光子晶體的克爾磁光效應(yīng),結(jié)果表明,采用低介電常數(shù)超材料制備層間阻抗差異較大的一維單缺陷磁光光子晶體,既易于在磁光介質(zhì)層形成較強(qiáng)的局域場(chǎng),獲得接近45度的克爾旋轉(zhuǎn)角,又可增強(qiáng)光的反射,獲得較高的能量反射率。研究結(jié)果有助于制備層數(shù)少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而又具有良好工作性能的光隔離器,也為低介電常數(shù)超材料提供了一種新的可能應(yīng)用。2.基于傳輸矩陣方法,探討一維多缺陷磁光光子晶體的法拉第磁光效應(yīng),結(jié)果表明,利用低介電常數(shù)超材料,結(jié)合一維多缺陷光子晶體結(jié)構(gòu),可增強(qiáng)法拉第磁光效應(yīng),實(shí)現(xiàn)寬帶光隔離,并且使法拉第旋轉(zhuǎn)角在中心波長(zhǎng)處能接近45度以及較高的能量透射率。研究結(jié)果有助于制備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而頻譜響應(yīng)又平坦的磁光隔離器,為設(shè)計(jì)法拉第磁光隔離器提供一種選擇。
【關(guān)鍵詞】：光子晶體 磁光效應(yīng) 低介電常數(shù)超材料 傳輸矩陣法 磁光隔離器
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33;O73
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 人工電磁材料8-10
• 1.1.1 人工電磁材料8
• 1.1.2 人工電磁材料的發(fā)展和研究近況8-10
• 1.2 光子晶體10-13
• 1.2.1 光子晶體10-11
• 1.2.2 光子晶體的主要特性11-12
• 1.2.3 光子晶體的應(yīng)用12-13
• 1.3 磁光隔離器13-15
• 1.3.1 磁光隔離器13-14
• 1.3.2 磁光隔離器的原理14
• 1.3.3 磁光隔離器的應(yīng)用14-15
• 1.4 磁光隔離器的研究近況15-17
• 1.5 本文的主要工作17-18
• 第二章 基礎(chǔ)理論及方法18-29
• 2.1 電磁波的偏振18-20
• 2.2 傳輸矩陣法20-23
• 2.2.1 電磁網(wǎng)絡(luò)20-21
• 2.2.2 傳輸矩陣的分析21-23
• 2.3 磁光效應(yīng)23-27
• 2.3.1 克爾效應(yīng)23-26
• 2.3.2 法拉第效應(yīng)26-27
• 2.4 有效介質(zhì)理論27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 低介電常數(shù)超材料在克爾磁光隔離器中的應(yīng)用29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 含有低介電常數(shù)超材料的一維磁光光子晶體結(jié)構(gòu)29-36
• 3.3 材料厚度誤差對(duì)磁光隔離器性能的影響36-37
• 3.4 電磁損耗對(duì)磁光隔離器性能的影響37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第四章 低介電常數(shù)超材料在法拉第磁光隔離器中的應(yīng)用39-51
• 4.1 引言39-40
• 4.2 含低介電常數(shù)超材料的多缺陷結(jié)構(gòu)40-50
• 4.2.1 單缺陷基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)40-41
• 4.2.2 多缺陷復(fù)合結(jié)構(gòu)及其性能分析41-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 第五章 總結(jié)與展望51-53
• 5.1 總結(jié)51-52
• 5.2 展望52-53
• 參考文獻(xiàn)53-58
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專利58-59
• 致謝59

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