本文關(guān)鍵詞：光子晶體磁性邊界態(tài)及耦合效應(yīng)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：光子晶體本身具有的帶隙特性早已吸引了無數(shù)科學(xué)工作者的目光,原本帶隙中的光子是無法通過的,若將無限大的光子晶體截?cái)?形成截?cái)啾砻?便會(huì)在帶隙中形成表面模式,表面模式可以約束光在表面?zhèn)鬏�。但是通常情況下光子晶體的表面模式是固定的。為了獲得可調(diào)節(jié)的光子晶體表面模式,在本文中我們?cè)诙S正方光子晶體截?cái)啾砻嫣砑右粚哟判圆牧?并對(duì)傳統(tǒng)的平面波展開法(Plane Wave Expansion Method,簡(jiǎn)稱:PWM)進(jìn)行了改進(jìn),計(jì)算出二維磁性光子晶體的色散關(guān)系,得到表面缺陷模式,通過磁場(chǎng)的改變調(diào)節(jié)表面缺陷模式的色散屬性,從而獲得可調(diào)的表面缺陷模式。特別是,在表面缺陷模的頻率范圍內(nèi),可以實(shí)現(xiàn)群速度為零的表面模式。在上述工作的基礎(chǔ)上,把二維三角光子晶體分開,表面各添加一層磁性介質(zhì)柱,形成兩個(gè)磁表面缺陷模式。通過兩個(gè)磁表面缺陷模式的耦合,形成一種新的自陷態(tài)模式,這種自陷態(tài)模式可以將光約束在波導(dǎo)中。自陷態(tài)對(duì)電磁波的約束不是依靠外部的機(jī)制,而是依靠模式本身的屬性。接著我們又在波導(dǎo)兩側(cè)各放置一層有限數(shù)目的磁性介質(zhì)柱。成對(duì)的磁性介質(zhì)柱形成了虛擬的反射墻,在兩列反射墻之間就形成了微腔。由于這種微腔在波導(dǎo)方向是開放的,在垂直波導(dǎo)方向受光子晶體結(jié)構(gòu)的反射,所以本文稱它為半開放微腔。又因?yàn)榇判越橘|(zhì)柱的位置是可任意改變的,該微腔又可稱為可移動(dòng)的微腔。與傳統(tǒng)微腔相比,半開放可移動(dòng)的微腔有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),如可以任意約束或釋放電磁場(chǎng),其位置和大小都是可調(diào)的。本研究為磁光材料和光子晶體的完美組合打開了一個(gè)全新的研究大門。此外,還研究了一維光子晶體基于腔模和表面等離子體激元耦合的雙頻濾波器。設(shè)計(jì)了一個(gè)帶有雙棱鏡全反射裝置的夾層結(jié)構(gòu)。夾層結(jié)構(gòu)是由一個(gè)金屬層和兩個(gè)相同的介質(zhì)層組成的。通過標(biāo)準(zhǔn)的傳輸矩陣法研究了傳輸特性。這樣的系統(tǒng)可以形成兩種混合腔表面等離子體-極化模式。兩個(gè)混合模式的耦合導(dǎo)致共振隧道效應(yīng)和模式分離。模式分離就形成了耦合雙峰。雙峰頻率的差異可以通過改變金屬厚度來調(diào)節(jié),以及雙峰的位置可以通過改變?nèi)肷浞较蛘{(diào)整。該系統(tǒng)可用于設(shè)計(jì)雙頻濾波器和太赫茲發(fā)射裝置。
【關(guān)鍵詞】：光子晶體 磁性邊界態(tài) 耦合效應(yīng) 表面缺陷模式 調(diào)制
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O734;TN713
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.2 光子晶體簡(jiǎn)介10-12
• 1.2.1 光子晶體的主要特性10-11
• 1.2.2 光子晶體的應(yīng)用11-12
• 1.3 光子晶體表面缺陷模式12-16
• 1.3.1 光子晶體缺陷模式12-13
• 1.3.2 光子晶體表面模式13-14
• 1.3.3 光子晶體表面缺陷模式14-16
• 1.4 論文主要工作16-18
• 第二章 光子晶體的研究方法18-25
• 2.1 引言18
• 2.2 光子晶體的理論分析方法18-20
• 2.2.1 傳輸矩陣法18-19
• 2.2.2 有限元法19-20
• 2.2.3 平面波展開法20
• 2.3 適用于磁性材料的平面波展開法20-22
• 2.4 有限元仿真軟件22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-25
• 第三章 光子晶體磁控表面缺陷模式25-33
• 3.1 引言25
• 3.2 設(shè)計(jì)模型與數(shù)值計(jì)算25-27
• 3.3 磁控表面缺陷模式特性分析27-32
• 3.3.1 外磁場(chǎng)對(duì)表面模式色散曲線的影響27-29
• 3.3.2 群速度隨外磁場(chǎng)的變化29-31
• 3.3.3 模式頻率隨外磁場(chǎng)的變化31
• 3.3.4 模式波矢隨外磁場(chǎng)的變化31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 自陷帶和半開放可移動(dòng)微腔33-45
• 4.1 引言33
• 4.2 設(shè)計(jì)模型33-35
• 4.3 自陷帶35-40
• 4.3.1 數(shù)值模擬36-37
• 4.3.2 理論分析37-40
• 4.4 半開放可移動(dòng)微腔的設(shè)計(jì)40-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第五章 基于腔模和表面等離子體激元耦合的雙頻濾波器45-53
• 5.1 引言45
• 5.2 結(jié)構(gòu)模型和數(shù)值結(jié)果45-47
• 5.3 耦合雙峰的特性分析47-52
• 5.3.1 金屬層厚度對(duì)耦合雙峰性能的影響47-50
• 5.3.2 入射角度對(duì)耦合雙峰性能的影響50-52
• 5.4 本章小結(jié)52-53
• 第六章 總結(jié)和展望53-56
• 參考文獻(xiàn)56-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文63

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