發(fā)布時(shí)間：2017-11-14 22:17

  本文關(guān)鍵詞：平面光子晶體波導(dǎo)傳感特性研究

  更多相關(guān)文章： 光子晶體 傳感 光子晶體波導(dǎo) 耦合 交叉敏感

【摘要】：光子晶體結(jié)構(gòu)特有的控光機(jī)制和靈活的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),能滿足傳感器微型化的設(shè)計(jì)需求。本文基于硅基介質(zhì)柱陣列光子晶體結(jié)構(gòu),從光子晶體固有的光子禁帶效應(yīng)出發(fā),重點(diǎn)研究了光子晶體波導(dǎo)耦合、帶隙導(dǎo)光特性及微腔光子局域特性,建立了不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的光子晶體傳感分析模型。通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法,深入分析了其傳感機(jī)制,驗(yàn)證了在傳感領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于正方形介質(zhì)柱陣列光子晶體基本結(jié)構(gòu),重點(diǎn)分析了光子晶體波導(dǎo)、光子晶體微腔的控光機(jī)理和傳輸特性。根據(jù)耦合模理論和自成像原理,研究了波導(dǎo)之間、波導(dǎo)與微腔之間的耦合特性,為平面光子晶體波導(dǎo)傳感器的理論研究與設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)。(2)基于光子晶體結(jié)構(gòu)中缺陷對(duì)光子禁帶的影響,設(shè)計(jì)了一種介質(zhì)柱陣列的十字形光子晶體對(duì)稱(chēng)波導(dǎo)結(jié)構(gòu),通過(guò)時(shí)域有限差分法分析了其光場(chǎng)分布和透射光譜。通過(guò)合理的參數(shù)優(yōu)化過(guò)程,進(jìn)一步提出了對(duì)三維方向應(yīng)力均敏感的傳感分析模型,并計(jì)算得出該結(jié)構(gòu)的應(yīng)力傳感靈敏度和線性區(qū)間。(3)基于耦合波導(dǎo)設(shè)計(jì)了一種新型平面二維光子晶體結(jié)構(gòu)。該設(shè)計(jì)側(cè)向耦合微腔和波導(dǎo)耦合特性能對(duì)傳感區(qū)間進(jìn)行選擇。傳感器采用微懸臂梁結(jié)構(gòu),使用FDTD方法分析了不同受力情況下耦合波導(dǎo)輸出光譜。最終利用雙通道設(shè)計(jì)有效降低了應(yīng)力/溫度對(duì)光信號(hào)的交叉敏感效應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN252

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7 張s，

本文編號(hào)：1187235