本文關(guān)鍵詞：二維磁光光子晶體單向邊界模式的耦合效應(yīng)

  更多相關(guān)文章： 磁光光子晶體 單向邊界模式耦合 有限元法 慢光波導(dǎo) 光存儲(chǔ)系統(tǒng)

【摘要】：近年來,基于磁光材料光子晶體的單向邊界態(tài)的研究,無論是基礎(chǔ)研究還是應(yīng)用研究方面都吸引了無數(shù)的科學(xué)工作者的目光。對(duì)磁光光子晶體施加外界偏置磁場(chǎng),會(huì)產(chǎn)生旋電或旋磁各向異性,其時(shí)間反演對(duì)稱性會(huì)遭到破壞,因而可以支持邊界模式的單向傳播。本文將在前人的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究磁光光子晶體單向邊界態(tài)的耦合效應(yīng)。到目前為止,大多數(shù)研究將目光投注于單個(gè)單向邊界態(tài),磁光光子晶體單向邊界模式的耦合的研究還比較少,而單向邊界模式的耦合卻會(huì)產(chǎn)生一些比較有趣的現(xiàn)象,這些現(xiàn)象包括:慢光波導(dǎo),單向空氣波導(dǎo)和磁光存儲(chǔ)系統(tǒng)等。本文研究的主要內(nèi)容如下:設(shè)計(jì)了一種新型的慢光波導(dǎo)結(jié)構(gòu),該慢光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)磁光光子晶體通過一定的耦合距離構(gòu)成。磁光光子晶體在外界磁場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生單向邊界模式,如果對(duì)兩個(gè)磁光光子晶體施加方向相同的外界偏置磁場(chǎng),兩個(gè)磁光光子晶體的上下邊界的單向邊界模式方向相反,將這兩個(gè)方向相反的邊界模式按照一定的耦合距離進(jìn)行耦合,會(huì)產(chǎn)生一定的耦合效應(yīng);在耦合距離為1.5a時(shí),能夠得到一條群速率接近零的水平能帶。本文研究的慢光波導(dǎo)與一般的慢光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)在于:水平能帶的頻率位置與群速率的大小能夠隨外界磁場(chǎng)的大小而改變�；趩蜗蜻吔缒Ｊ今詈闲�(yīng),另外設(shè)計(jì)了一種單向空氣波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。雖然單向邊界模式能夠克服邊界上的瑕疵或者缺陷向前完美傳輸而不產(chǎn)生反射,但該單向邊界波導(dǎo)卻很難形成對(duì)稱集中的光束。為了得到對(duì)稱集中的單向空氣波導(dǎo),對(duì)兩個(gè)磁光光子晶體施加方向相反的外界磁場(chǎng),得到兩個(gè)群速率的方向相反的單向邊界模式,將這兩個(gè)單向邊界模式按照一定的距離進(jìn)行耦合,在耦合距離為1.5a時(shí),得到了理想的單向空氣波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。單向空氣波導(dǎo)模式不僅有單向邊界模式的優(yōu)點(diǎn),即存在障礙物的情況下仍然保持單向傳輸?shù)奶攸c(diǎn),而且還有大的工作帶寬、高消光比的特點(diǎn)。與單向邊界波導(dǎo)相比,其優(yōu)越性在于能夠聚合電磁波能量而形成單向光束�；诖殴夤庾泳w單向邊界模式與磁性微腔模式耦合的磁光存儲(chǔ)系統(tǒng)。光存儲(chǔ)系統(tǒng)是未來全光通信和全光計(jì)算的關(guān)鍵要素�；谟邢拊椒ǖ姆抡鎸�(shí)驗(yàn)研究,設(shè)計(jì)了一種新型的光學(xué)存儲(chǔ)系統(tǒng)。應(yīng)用磁光光子晶體邊界單向特性形成閉合回路,設(shè)計(jì)另外的單向波導(dǎo)和磁性微腔,電磁信號(hào)不僅能從閉合回路中取出,而且能寫入回路。通過外加磁場(chǎng)控制微腔屬性,可動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁信號(hào)的讀寫操作。
【關(guān)鍵詞】：磁光光子晶體 單向邊界模式耦合 有限元法 慢光波導(dǎo) 光存儲(chǔ)系統(tǒng)
【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)】：TN252
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 光子晶體簡(jiǎn)介10-12
• 1.3 磁光光子晶體12
• 1.4 磁光光子晶體的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.5 本文的主要工作及結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第二章 磁光光子晶體的研究方法16-28
• 2.1 引言16-17
• 2.2 光子晶體的理論分析方法17-20
• 2.2.1 傳輸矩陣法17
• 2.2.2 時(shí)域有限差分法17
• 2.2.3 適合磁光光子晶體的平面波展開法17-19
• 2.2.4 有限元法19-20
• 2.3 磁光光子晶體能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算20-26
• 2.3.1 能帶結(jié)構(gòu)的理論分析20-22
• 2.3.2 光子晶體能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算實(shí)例22-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第三章 單向邊界模式反向耦合形成的慢光波導(dǎo)28-36
• 3.1 磁光光子晶體的單向邊界模式28-30
• 3.2 單向電磁邊界模式的耦合形成的慢光波導(dǎo)30-35
• 3.2.1 慢光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型與能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算30-33
• 3.2.2 單向邊界模式反向耦合形成的慢光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的數(shù)值仿真33-34
• 3.2.3 對(duì)慢光波導(dǎo)的耦合振子模式的分析34-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 第四章 單向邊界模式的正向耦合形成的單向空氣波導(dǎo)36-50
• 4.1 單向空氣波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)模型36-37
• 4.2 單向空氣波導(dǎo)結(jié)構(gòu)與耦合距離d的分析37-45
• 4.2.1 耦合距離d=2.5a的分析37-39
• 4.2.2 耦合距離d=2.0a的分析39-41
• 4.2.3 耦合距離d=1.5a的分析41-45
• 4.3 耦合模式的本征值模式場(chǎng)與單向空氣波導(dǎo)的抗干擾驗(yàn)證45-46
• 4.4 群速率和單向傳輸工作帶寬與耦合距離d的關(guān)系46-47
• 4.5 對(duì)單向空氣波導(dǎo)耦合振子模式的分析47-48
• 4.6 本章小結(jié)48-50
• 第五章 基于單向邊界模式與磁性微腔模式耦合的磁光存儲(chǔ)系統(tǒng)50-56
• 5.1 引言50
• 5.2 磁光存儲(chǔ)系統(tǒng)特性分析50-55
• 5.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)投影能帶圖50-51
• 5.2.2 環(huán)形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)51-52
• 5.2.3 電磁信號(hào)存儲(chǔ)與讀取結(jié)構(gòu)52-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 第六章 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 總結(jié)56-57
• 6.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 致謝64-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文65

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胡興軍;楊燕;;光子晶體的技術(shù)和新產(chǎn)品開發(fā)情況[J];集成電路應(yīng)用;2004年10期

2 石建平,陳旭南,張小玉,張磊,安衛(wèi)軍,秦濤;光子晶體器件的研究進(jìn)展及前景[J];微納電子技術(shù);2004年01期

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

4 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(yīng)用學(xué)術(shù)交流與發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)》紀(jì)要[J];光電子·激光;2005年08期

5 張勐;;面向未來超級(jí)計(jì)算機(jī)的光子晶體管[J];世界科技研究與發(fā)展;2007年04期

6 胡萍;何劍;;探究光子晶體的缺陷美[J];農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技;2008年10期

7 趙珂杰;崔冬萌;;光子晶體的研究與應(yīng)用[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2009年25期

8 章從福;;日本科學(xué)家開發(fā)出生產(chǎn)高質(zhì)量光子晶體新技術(shù)[J];半導(dǎo)體信息;2009年05期

9 ;化學(xué)所制備光子晶體微芯片實(shí)現(xiàn)多種金屬離子的識(shí)別與檢測(cè)[J];傳感器世界;2013年07期

10 梅東濱,董鵬,程丙英,張道中;三維二氧化硅膠體光子晶體[J];量子電子學(xué)報(bào);1997年06期

中國重要會(huì)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(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2006年

2 婁建勇;徐鐵軍;徐寶連;邰偉瑩;;異質(zhì)缺陷光子晶體的高性能光捕獲研究[A];2011西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

3 李志遠(yuǎn);劉榮鵑;傅晉欣;;磁光光子晶體的理論和實(shí)驗(yàn)研究[A];第八屆全國光學(xué)前沿問題討論會(huì)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(qiáng)度聚合物光子晶體的制備[A];中國化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)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(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

6 馬龍;;光電子學(xué)新技術(shù)-光子晶體[A];江蘇省通信學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)年會(huì)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(xué)學(xué)術(shù)會(huì)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(diào)諧有機(jī)光子晶體微腔[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)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(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

10 王志兵;葉永紅;;光子晶體中光學(xué)微腔的發(fā)光調(diào)制[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賈正根;光子晶體學(xué)俏然崛起[N];中國電子報(bào);2001年

2 清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系 周濟(jì);光子晶體：光信息時(shí)代的“半導(dǎo)體”[N];中國電子報(bào);2005年

3 張孟軍;攀登光子晶體高峰的人[N];科技日?qǐng)?bào);2004年

4 劉霞;美制成兼具電學(xué)光學(xué)性質(zhì)的光子晶體[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

5 叢林;聚合物光子晶體研究取得進(jìn)展[N];中國化工報(bào);2011年

6 華凌;耐上千攝氏度高溫的光子晶體問世[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

7 楊健;中科院取得光子晶體理論創(chuàng)新[N];人民日?qǐng)?bào);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(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2006年

9 新華;可變色塑料薄膜開發(fā)成功[N];福建科技報(bào);2007年

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

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱志宏;光子晶體應(yīng)用理論研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

2 王昕;平面光子晶體研究[D];復(fù)旦大學(xué);2007年

3 王曉玲;光子晶體在生化傳感中的應(yīng)用研究[D];北京郵電大學(xué);2009年

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

5 李文超;折射率可調(diào)的光子晶體及實(shí)驗(yàn)的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

6 冷晗陽;利用二維及三維非線性光子晶體調(diào)控倍頻光波和糾纏光子的實(shí)驗(yàn)研究[D];南京大學(xué);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(xué);2015年

8 邢慧慧;可調(diào)帶隙光子晶體/液晶光功能材料的制備及調(diào)控機(jī)理研究[D];北京化工大學(xué);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(xué);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(xué);2014年

中國碩士學(xué)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(xué)行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

2 王棟柱;光子晶體與金屬納米復(fù)合體系的光學(xué)增強(qiáng)效應(yīng)研究[D];西南大學(xué);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(xué);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(xué);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(xué);2015年

6 劉雯;多重準(zhǔn)晶光子晶體的設(shè)計(jì)和制作方法研究[D];鄭州大學(xué);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(xué);2015年

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

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

10 黃哲;類石墨烯與漸變結(jié)構(gòu)光子晶體的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：519569