高精度光濾波器是密集波分復(fù)用光通信系統(tǒng)、特殊波段的圖像檢測(cè)系統(tǒng)和超精細(xì)分割的光譜分析系統(tǒng)中必不可少的光波選擇與提取器件。光子晶體可以阻止或允許部分波段的光傳播,具有控制精度高、光損耗小等優(yōu)勢(shì),有利于實(shí)現(xiàn)光子濾波器件的微型化和集成化。設(shè)計(jì)新型結(jié)構(gòu)、探索新的物理特性及擴(kuò)展光學(xué)器件的應(yīng)用范圍,一直是光子晶體研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。量子阱光子晶體是對(duì)傳統(tǒng)光子晶體結(jié)構(gòu)的拓展和優(yōu)化,具有更靈活的調(diào)諧模式和更寬的濾波范圍,為調(diào)節(jié)隧穿峰濾波通道和禁帶帶寬提供了更多選擇。針對(duì)目前光子晶體濾波器中的存在的調(diào)諧濾波非線性、帶通濾波禁帶窄、以及膜厚擾動(dòng)對(duì)濾波性能影響不明確等問題,本文提出了三種量子阱光子晶體結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)多通道高精度的調(diào)諧濾波、寬禁帶的帶通濾波和禁帶中心穩(wěn)定的帶阻濾波,評(píng)估了無序擾動(dòng)對(duì)光子晶體濾波特性的影響,并采用了磁控濺射法實(shí)驗(yàn)制備出(Si/SiO₂)⁶光子晶體樣品,與模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。具體研究成果如下:(1)通過在Si/SiO₂鏡像對(duì)稱光子晶體中引入空氣缺陷腔,提出了ABA型量子阱光子晶體結(jié)構(gòu)。采用調(diào)諧空氣腔物理厚度,在光通信波段...

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 光濾波器研究背景及分類
    1.2 光子晶體濾波器簡(jiǎn)介
        1.2.1 光子晶體的概念及特性
        1.2.2 光子晶體濾波器的研究概況
    1.3 量子阱光子晶體
        1.3.1 量子阱光子晶體的概念
        1.3.2 量子阱光子晶體的特性
    1.4 光子晶體的理論研究方法
        1.4.1 傳輸矩陣法
        1.4.2 時(shí)域有限差分法
    1.5 量子阱光子晶體濾波器的研究進(jìn)展
        1.5.1 可調(diào)諧濾波器
        1.5.2 帶通濾波器
        1.5.3 帶阻濾波器
        1.5.4 量子阱光子晶體濾波器研究存在的問題
    1.6 論文主要內(nèi)容
第二章 多通道鏡像對(duì)稱可調(diào)諧濾波器研究
    2.1 ABA型量子阱光子晶體結(jié)構(gòu)模型
    2.2 濾波器的特性分析
        2.2.1 勢(shì)阱光子晶體周期數(shù)M對(duì)濾波通道數(shù)的影響
        2.2.2 勢(shì)壘光子晶體周期數(shù)N對(duì)隧穿峰半高寬的影響
    2.3 濾波器調(diào)諧特性分析
        2.3.1 空氣缺陷腔對(duì)濾波器的高精度線性調(diào)諧
        2.3.2 入射角度的濾波調(diào)諧特性
    2.4 本章小結(jié)
第三章 日盲紫外波段帶通濾波器特性研究
    3.1 ABC型濾波器結(jié)構(gòu)及量子阱效應(yīng)分析
        3.1.1 ZrO₂/MgF₂光子晶體結(jié)構(gòu)模型
        3.1.2 對(duì)共振隧穿效應(yīng)的抑制
        3.1.3 光子晶體周期數(shù)的優(yōu)化
        3.1.4 日盲紫外帶通濾波器的角度敏感性分析
        3.1.5 Si₃N₄/SiO₂量子阱光子晶體的濾波特性
    3.2 基于帶通濾波器的日盲紫外成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.2.1 量子點(diǎn)光譜轉(zhuǎn)換日盲紫外成像系統(tǒng)
        3.2.2 前濾波器對(duì)量子點(diǎn)定向增強(qiáng)效應(yīng)
        3.2.3 后濾波器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.3 本章小結(jié)
第四章 帶阻濾波器膜厚擾動(dòng)的研究及補(bǔ)償方案
    4.1 量子阱光子晶體膜厚擾動(dòng)模型
    4.2 膜厚微擾對(duì)光子晶體濾波特性的影響
        4.2.1 單一材料膜厚微擾與光子禁帶的變化
        4.2.2 膜厚微擾偏差σ對(duì)濾波特性的影響
        4.2.3 周期數(shù)增加展寬光子禁帶
    4.3 降低膜厚擾動(dòng)影響的逐層補(bǔ)償方法
    4.4 本章小結(jié)
第五章 量子阱光子晶體膜厚微擾的實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 磁控濺射鍍膜原理和工藝流程
    5.2 光子晶體薄膜的表征
    5.3 磁控濺射工藝參數(shù)的優(yōu)化
        5.3.1 膜層厚度的校正
        5.3.2 降低薄膜表面缺陷
        5.3.3 改善薄膜表面平整度
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的科研成果
致謝



本文編號(hào)：3853914