光子晶體結構特有的控光機制和靈活的結構設計,能滿足集成化傳感器的設計需求。本文基于三角晶格空氣孔型光子晶體結構,結合光子晶體帶隙特性、耦合特性以及光子局域特性,設計了基于SOI材料的光子晶體1×2分束器和槽波導雙參量傳感模型,深入研究其控光傳感機制及解調(diào)方法。本文主要研究內(nèi)容如下:（1）以三角晶格空氣孔型光子晶體平面波導為基礎,根據(jù)光子帯隙特性,探討了光子晶體波導結構的光學特性。利用平面波展開法分析不同光子晶體結構的能帶特性,結合時域有限差分法計算光波傳輸特性,完成了對光子晶體波導傳輸特性、選頻特性、耦合特性的研究。（2）基于Y型波導基本對稱結構,設計分析了1×2光子晶體分束器。在Y形分支和兩通道120°彎角處引入微調(diào)結構,采用數(shù)值計算方法對微調(diào)結構的尺寸參數(shù)和位置進行探究,優(yōu)化調(diào)節(jié)波導輸出光波特性。通過達到完美阻抗匹配,實現(xiàn)傳輸光波能流均分,且每一輸出端口能得到特定頻段內(nèi)損耗較低的光波。（3）通過在完整三角晶格空氣孔型光子晶體平板中引入兩條空氣槽型波導,并在槽型波導中引入折射率隨甲烷氣體濃度變化的敏感薄膜,設計并優(yōu)化了一種甲烷/溫度傳感器。通過建立光子晶體波導傳感分析模型,對甲烷和溫... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

光子晶體平面直波導結構圖

圖 3-7 線缺陷超晶胞選擇和第一布里淵區(qū)圖ig.3-7 Line defect supercell selection and first Brillouin zone如圖 3-8 所示，由于在完整光子晶體中引入了線缺晶體完整禁帶遭到破壞。在原禁帶歸一化頻率范分別為缺陷結構所支持的奇模和偶模模式，他們分完整光子晶體結構禁帶對應的歸一化頻段 0.24陷光子晶體局域模，線缺陷光子晶體局域模更加體中，其局域模能夠在光子晶體波導中傳輸。雖然性卻會受兩側光子晶體區(qū)域影響，因而可利用該(a) (b)

圖 3-9 線缺陷透射光譜和穩(wěn)態(tài)光場分布圖-9 Line defect transmission spectrμm and steady state light field distribu0°角彎曲光子晶體波導傳輸特性晶體波導相比于傳統(tǒng)波導，在較大的彎角角處，依然具有極ekis 等學者對介質(zhì)柱型光子晶體 90°彎角波導進行仿真計算率的光可以實現(xiàn)能量全部透射，某一段較大頻段的光波透射。而該課題組在對結構相似的常規(guī)波導進行模擬時，其透射子晶體波導的巨大優(yōu)勢[67]。接下來，我們在光子晶體平板中光子晶體波導，對其性能進行探究，結構如圖 3-10 所示，直波導參數(shù)相同。2.5 3.0 3.5 4.0(a)Wavelength( m) b

【參考文獻】：
期刊論文
[1]仿生結構一維光子晶體傳感器的制備與應用[J]. 周玲,姜嵐,張曉輝,王景宇,姜超,郭明.  功能材料. 2018(03)
[2]基于光子晶體微腔和光纖環(huán)形衰蕩的微力傳感器[J]. 錢曉龍,張亞男.  東北大學學報(自然科學版). 2018(01)
[3]TiO2反蛋白石光子晶體最新研究進展[J]. 俞潔,慈明珠,魯泉玲,馬舒晴,姜麗,雷菊英,劉勇弟,張金龍.  影像科學與光化學. 2018(01)
[4]基于溫度自補償?shù)墓庾泳w光纖光柵的應變傳感特性研究[J]. 譚策,馬翰林,冷樂蒙,朱晟昦,王琰,高源,劉海.  光電子·激光. 2017(01)
[5]光子晶體的制備與應用進展[J]. 于冰,王少鵬,叢海林,楊淑靜,唐培培,姜傳世.  化學通報. 2012(03)
[6]光子晶體傳感器的研究進展[J]. 傅小勤,郭明,張曉輝,戰(zhàn)勝鑫,王娜.  材料導報. 2011(03)
[7]梳狀光子晶體濾波器的設計[J]. 李文勝,付艷華,是度芳.  人工晶體學報. 2010(05)
[8]基于敏感膜折射率變化的光纖甲烷傳感器[J]. 楊建春,徐龍君,陳偉民.  煤炭學報. 2010(03)
[9]光子晶體波導定向耦合型1×3光分束器[J]. 陳淑文,朱桂新,于天寶,廖清華,劉念華,黃永箴.  光學學報. 2009(10)
[10]基于自成像多模干涉的光子晶體波導1×2分束器[J]. 徐旭明,李未,方利廣,樂庸爐,楊春云,錢小霞.  光通信研究. 2008(06)



本文編號：3027365