本文關鍵詞：光子晶體磁性邊界態(tài)及耦合效應的研究，，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斷,形成截斷表面,便會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。為了獲得可調節(jié)的光子晶體表面模式,在本文中我們在二維正方光子晶體截斷表面添加一層磁性材料,并對傳統(tǒng)的平面波展開法(Plane Wave Expansion Method,簡稱:PWM)進行了改進,計算出二維磁性光子晶體的色散關系,得到表面缺陷模式,通過磁場的改變調節(jié)表面缺陷模式的色散屬性,從而獲得可調的表面缺陷模式。特別是,在表面缺陷模的頻率范圍內,可以實現(xiàn)群速度為零的表面模式。在上述工作的基礎上,把二維三角光子晶體分開,表面各添加一層磁性介質柱,形成兩個磁表面缺陷模式。通過兩個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中。自陷態(tài)對電磁波的約束不是依靠外部的機制,而是依靠模式本身的屬性。接著我們又在波導兩側各放置一層有限數(shù)目的磁性介質柱。成對的磁性介質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方向是開放的,在垂直波導方向受光子晶體結構的反射,所以本文稱它為半開放微腔。又因為磁性介質柱的位置是可任意改變的,該微腔又可稱為可移動的微腔。與傳統(tǒng)微腔相比,半開放可移動的微腔有許多獨特的優(yōu)勢,如可以任意約束或釋放電磁場,其位置和大小都是可調的。本研究為磁光材料和光子晶體的完美組合打開了一個全新的研究大門。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。設計了一個帶有雙棱鏡全反射裝置的夾層結構。夾層結構是由一個金屬層和兩個相同的介質層組成的。通過標準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。兩個混合模式的耦合導致共振隧道效應和模式分離。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節(jié),以及雙峰的位置可以通過改變入射方向調整。該系統(tǒng)可用于設計雙頻濾波器和太赫茲發(fā)射裝置。
【關鍵詞】：光子晶體 磁性邊界態(tài) 耦合效應 表面缺陷模式 調制
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 設計模型與數(shù)值計算25-27
• 3.3 磁控表面缺陷模式特性分析27-32
• 3.3.1 外磁場對表面模式色散曲線的影響27-29
• 3.3.2 群速度隨外磁場的變化29-31
• 3.3.3 模式頻率隨外磁場的變化31
• 3.3.4 模式波矢隨外磁場的變化31-32
• 3.4 本章小結32-33
• 第四章 自陷帶和半開放可移動微腔33-45
• 4.1 引言33
• 4.2 設計模型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 半開放可移動微腔的設計40-44
• 4.5 本章小結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 結構模型和數(shù)值結果45-47
• 5.3 耦合雙峰的特性分析47-52
• 5.3.1 金屬層厚度對耦合雙峰性能的影響47-50
• 5.3.2 入射角度對耦合雙峰性能的影響50-52
• 5.4 本章小結52-53
• 第六章 總結和展望53-56
• 參考文獻56-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文63

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方舟 ,嚴寒 ,小平;光子晶體[J];光機電信息;2002年12期

2 易小菊;控制光子的“半導體”——光子晶體[J];湖南大學學報(自然科學版);2003年S1期

3 ;科學家獲得光子晶體納米結構[J];光學儀器;2003年02期

4 李蔚;光電子技術的又一重大發(fā)展——光子晶體及其應用[J];世界產品與技術;2003年06期

5 胡興軍;楊燕;;光子晶體的技術和新產品開發(fā)情況[J];集成電路應用;2004年10期

6 蔣銳 ,曹三松;光子晶體可能成為磁激發(fā)器[J];激光技術;2004年03期

7 開桂云,董孝義,秦玉文,何杰,巴恩旭,汪美林;《全國光子晶體及其應用學術交流與發(fā)展戰(zhàn)略研討會》紀要[J];光電子·激光;2005年08期

8 孫濤濤;金碧輝;;光子晶體 數(shù)據(jù)聚焦分析[J];科學觀察;2006年05期

9 張勐;;面向未來超級計算機的光子晶體管[J];世界科技研究與發(fā)展;2007年04期

10 胡萍;何劍;;探究光子晶體的缺陷美[J];農村經濟與科技;2008年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 顧忠澤;趙祥偉;朱蓉;;基于光子晶體的生物分子編碼[A];中國化學會第二十五屆學術年會論文摘要集（上冊）[C];2006年

2 婁建勇;徐鐵軍;徐寶連;邰偉瑩;;異質缺陷光子晶體的高性能光捕獲研究[A];2011西部光子學學術會議論文摘要集[C];2011年

3 李志遠;劉榮鵑;傅晉欣;;磁光光子晶體的理論和實驗研究[A];第八屆全國光學前沿問題討論會論文集[C];2009年

4 王京霞;崔麗影;田恩濤;江雷;宋延林;;大面積、高強度聚合物光子晶體的制備[A];中國化學會第27屆學術年會第04分會場摘要集[C];2010年

5 葛建平;;膠體光子晶體的磁組裝及顯示性能研究[A];中國化學會第27屆學術年會第04分會場摘要集[C];2010年

6 馬龍;;光電子學新技術-光子晶體[A];江蘇省通信學會2004年學術年會論文集[C];2004年

7 汪河洲;;光子晶體研究[A];全國第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學學術會議論文集[C];2005年

8 胡小永;江萍;楊宏;龔旗煌;;飛秒超快速可調諧有機光子晶體微腔[A];中國光學學會2006年學術大會論文摘要集[C];2006年

9 顧忠澤;劉兆彬;趙祥偉;;可用于生物分子編碼的自組裝光子晶體[A];中國光學學會2006年學術大會論文摘要集[C];2006年

10 王志兵;葉永紅;;光子晶體中光學微腔的發(fā)光調制[A];中國光學學會2006年學術大會論文摘要集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賈正根;光子晶體學俏然崛起[N];中國電子報;2001年

2 清華大學材料科學與工程系 周濟;光子晶體：光信息時代的“半導體”[N];中國電子報;2005年

3 張孟軍;攀登光子晶體高峰的人[N];科技日報;2004年

4 劉霞;美制成兼具電學光學性質的光子晶體[N];科技日報;2011年

5 叢林;聚合物光子晶體研究取得進展[N];中國化工報;2011年

6 華凌;耐上千攝氏度高溫的光子晶體問世[N];科技日報;2012年

7 楊健;中科院取得光子晶體理論創(chuàng)新[N];人民日報;2003年

8 ;我國光子晶體中原子自發(fā)輻射特性研究獲突破[N];中國高新技術產業(yè)導報;2006年

9 新華;可變色塑料薄膜開發(fā)成功[N];福建科技報;2007年

10 ;穿上變色塑料薄膜“新衣”,食品變質一看就知[N];新華每日電訊;2007年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱志宏;光子晶體應用理論研究[D];國防科學技術大學;2007年

2 王昕;平面光子晶體研究[D];復旦大學;2007年

3 王曉玲;光子晶體在生化傳感中的應用研究[D];北京郵電大學;2009年

4 李巖;光子晶體及其應用的數(shù)值模擬研究[D];中國科學院研究生院（西安光學精密機械研究所）;2004年

5 李文超;折射率可調的光子晶體及實驗的研究[D];河北工業(yè)大學;2011年

6 冷晗陽;利用二維及三維非線性光子晶體調控倍頻光波和糾纏光子的實驗研究[D];南京大學;2014年

7 葛瀟塵;基于光子晶體和人造表面等離子體的諧振腔器件研究[D];浙江大學;2015年

8 邢慧慧;可調帶隙光子晶體/液晶光功能材料的制備及調控機理研究[D];北京化工大學;2015年

9 傅濤;等離子體填充金屬光子晶體Cherenkov輻射源研究[D];電子科技大學;2014年

10 朱海濱;光子系統(tǒng)中非互易傳輸現(xiàn)象及光子器件研究[D];上海交通大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李天龍;光子晶體熱控涂層的力學行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

2 王棟柱;光子晶體與金屬納米復合體系的光學增強效應研究[D];西南大學;2015年

3 余鈞;太赫茲波段二維金屬光子晶體的透射研究[D];清華大學;2014年

4 范卉青;多孔硅表面缺陷腔光子晶體的傳感特性研究[D];燕山大學;2015年

5 謝望;鐵酸鉍反蛋白石光子晶體的制備和光催化性能的研究[D];遼寧大學;2015年

6 劉雯;多重準晶光子晶體的設計和制作方法研究[D];鄭州大學;2015年

7 馬桂杰;SOI基SiO_x柱光子晶體的研究[D];山東建筑大學;2015年

8 路光;光波在非對稱多層膜光子晶體中的零反射傳輸特性[D];山東大學;2015年

9 蔡園園;電泵浦有機準晶光子晶體激光器的制備及性能研究[D];中央民族大學;2015年

10 黃哲;類石墨烯與漸變結構光子晶體的設計與應用研究[D];山東大學;2015年

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

本文編號：363472