隨著科技的迅猛發(fā)展,尤其是傳輸速度與大數(shù)據(jù)帶來的巨大壓力,電子器件逐漸遇到性能瓶頸。相較于電子器件,光子器件具有明顯的速度優(yōu)勢,而且容錯率更高,抗干擾能力更強。因此利用光子代替電子,制備高性能、高度集成的光子器件已成為目前的研究熱點。光子晶體的出現(xiàn)為全光通信技術和光子集成等現(xiàn)代高科技技術提供了新思路�；诠庾泳w的多通道濾波器、偏振光分束器、全光開關等器件憑借其尺寸小、傳輸高效、結構可調節(jié)等優(yōu)點,引起了社會的廣泛關注。本文圍繞二維光子晶體的能帶與缺陷結構展開了系統(tǒng)深入的研究,仿真工作通過RSoft光學仿真軟件進行。主要由以下幾個方面展開:1.通過平面波展開法(PWE)和時域有限差分法(FDTD)分析了三角晶格、正方晶格、蜂窩型晶格、非對稱環(huán)形結構等幾種不同結構的光子晶體帶隙和傳輸性能。以介質柱型三角晶格光子晶體為研究對象,在完整的光子晶體中分別引入三種缺陷,研究發(fā)現(xiàn),點缺陷具有很強的光子局域性;線缺陷能夠很好的傳輸波導,在120°彎折情況下傳輸效率也能在88%以上;環(huán)形缺陷則能夠將光波進行耦合。2.設計了一款基于光子禁帶的雙通道光子晶體微腔濾波器,該器件在二維三角晶格光子晶體中引入呈中...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1直角坐標系中的Yee氏網(wǎng)格

Maxwell方程組求解其本征方程解的一在空間和時間上，將Maxwell方程組的方程轉化為差分方程，利用時間步長插法可以解決光在傳播過程中的反射、散種基于Maxwell方程組的數(shù)值求解方法式在倒格矢空間進行展開，將Maxwel到光子傳播的本征頻率，進而得到光子結構可以....

圖2.2完美匹配層PML提出至今，就已經(jīng)幾乎成為了求解電磁場邊界吸收的標準策略

0*0yxzxzyxzytxHEHty察上述方程，發(fā)現(xiàn)存在三種情況：當**=0xyxy時，式（2.18）可以看作的Maxwell方程組；當=xy，**0xy時，式（2.1....

圖3.1不同晶格的介質柱型光子晶體（a）正方晶格；（b）三角晶格；（c）蜂窩晶格

3.1影響光子晶體帶隙的幾種結構分析二維光子晶體結構靈活多變，從材料的選取、晶格類型，到晶格常數(shù)、半徑大小等都會影響到整個結構性能的優(yōu)劣，本文將進一步研究晶格類型和孔、柱材質對完整光子晶體結構禁帶的影響。砷化鎵GaAs是一種半導體材料[68]。它禁帶寬度大，電子遷移率高，介....

圖3.2二維光子晶體能帶圖（a）正方晶格；（b）三角晶格；（c）蜂窩晶格能帶圖3.2（c）表明，蜂窩晶格結構的光子晶體除了在TE模有一段較寬的0.283-0.367（a）帶隙之外，還出現(xiàn)了完全帶隙

圖3.2二維光子晶體能帶圖（a）正方晶格；（b）三角晶格；（c）蜂窩晶格能帶圖3.2（c）表明，蜂窩晶格結構的光子晶體除了在TE模有一段較寬的0.283-0.367a）帶隙之外，還出現(xiàn)了完全帶隙。其中TE模禁帶范圍為0.573-0.631（a），TM....

本文編號：3934287