發(fā)布時(shí)間：2017-08-22 18:06

  本文關(guān)鍵詞：基于Ce：YIG—維磁光光子晶體的光學(xué)特性研究

  更多相關(guān)文章： 光子晶體 磁光光子晶體 透射率 法拉第旋轉(zhuǎn)角 傳輸矩陣

【摘要】：光子晶體是在1987年由E.Yablonovitch和S.John分別在研究光子禁帶和光子局域化時(shí)各自獨(dú)立提出的。光子晶體是指具有光子帶隙特性的人造周期性電介質(zhì)材料,其中電介質(zhì)薄膜層的厚度與入射光的波長在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。磁光光子晶體是由磁性介質(zhì)和電介質(zhì)構(gòu)成,它既具有光子晶體的特征,又具有磁性材料的磁光效應(yīng),可以用來制備光開關(guān)、光隔離器、調(diào)制器等光學(xué)器件。一維磁光光子晶體則是由折射率不同的電介質(zhì)和磁光介質(zhì)在一個(gè)方向上呈周期性或者準(zhǔn)周期性排列,在其余兩個(gè)維度上均勻分布的周期性結(jié)構(gòu)材料。首先,利用Berreman矩陣分別推導(dǎo)出了TE偏振光和TM偏振光作為入射光,斜入射情況下通過一維磁光光子晶體的傳輸矩陣方程,利用傳輸矩陣方程計(jì)算出了法拉第旋轉(zhuǎn)角,透射率和橢圓率角的具體表達(dá)式。其次,利用傳輸矩陣方程,研究了一維磁光光子晶體在不同構(gòu)造,不同排列周期的情況下法拉第旋轉(zhuǎn)角和透射率的變化規(guī)律。研究表明,存在一個(gè)中心波長的禁帶區(qū)間,在禁帶區(qū)間內(nèi),法拉第旋轉(zhuǎn)角在零度左右;不同波長的入射光通過磁光光子晶體時(shí),長波長帶邊的場強(qiáng)主要局域在磁光介質(zhì)中,短波長處的場強(qiáng)主要局域在普通電介質(zhì)中。由于在磁光介質(zhì)具有更強(qiáng)的散射,所以一維磁光光子晶體對(duì)不同頻率的入射光,在長波長處的法拉第旋轉(zhuǎn)角大于短波長處的法拉第旋轉(zhuǎn)角;隨著入射角度的增大,TE偏振光和TM偏振光的禁帶變化規(guī)律是一樣的,向短波長的方向移動(dòng);TE偏振光帶邊的法拉第旋轉(zhuǎn)角會(huì)變小,TM偏振光則相反。最后,我們分別討論了兩種特殊構(gòu)型的共軛異質(zhì)結(jié)和共軛多異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)磁光光子晶體的磁光特性,包括法拉第旋轉(zhuǎn)角、橢圓率角和透射率。研究表明,在共軛異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)中隨著構(gòu)成異質(zhì)結(jié)兩邊光子晶體周期層數(shù)的增加透射率會(huì)降低,法拉第旋轉(zhuǎn)角卻變大,做不到擁有大的法拉第旋轉(zhuǎn)角的同時(shí)還有高的透射率。在多共軛異質(zhì)結(jié)類型的一維磁光光子晶體中,可以實(shí)現(xiàn)45度法拉第旋轉(zhuǎn)角的同時(shí)具有高的透射率。以上研究對(duì)新型磁光器件的制備和應(yīng)用具有參考價(jià)值,在光信息處理和光通信有望得到應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：光子晶體 磁光光子晶體 透射率 法拉第旋轉(zhuǎn)角 傳輸矩陣
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O734
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 符號(hào)說明8-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題背景及研究目的11-12
• 1.2 光子晶體綜述12-15
• 1.2.1 光子晶體的分類12-14
• 1.2.2 光子晶體的主要特征14-15
• 1.3 光子晶體的主要研究方法15-16
• 1.4 磁光光子晶體概況16-18
• 1.4.1 磁光光子晶體綜述16
• 1.4.2 法拉第效應(yīng)16-17
• 1.4.3 克爾效應(yīng)17-18
• 1.5 本學(xué)位論文主要研究內(nèi)容和意義18-19
• 第2章 傳輸矩陣的理論推導(dǎo)19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 電介質(zhì)和磁光介質(zhì)的介電張量19-20
• 2.3 各向異性磁光介質(zhì)層中傳輸矩陣的推導(dǎo)20-24
• 2.4 各向同性電介質(zhì)層中傳輸矩陣的推導(dǎo)24-26
• 2.5 入射波分別為TM和TE波時(shí)介質(zhì)層前后波函數(shù)的傳輸矩陣26-28
• 2.6 本章小結(jié)28-31
• 第3章 一維磁光光子晶體的光學(xué)傳輸特性31-47
• 3.1 引言31-32
• 3.2 物理模型32
• 3.3 TM波和TE波情況下介質(zhì)層的傳輸矩陣32-34
• 3.3.1 TM波情況下介質(zhì)層前后波函數(shù)的傳輸矩陣32-33
• 3.3.2 TE波情況下介質(zhì)層前后波函數(shù)的傳輸矩陣33-34
• 3.4 結(jié)果和討論34-46
• 3.4.1 周期結(jié)構(gòu)n（MDM)// 一維磁光光子晶體的光學(xué)特性34-43
• 3.4.2 周期結(jié)構(gòu)n（DMD)// 一維磁光光子晶體的光學(xué)特性43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 共軛異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)一維磁光光子晶體光學(xué)傳輸特性47-63
• 4.1 引言47-48
• 4.2 物理模型48
• 4.3 波函數(shù)傳輸矩陣48-51
• 4.3.1 TM偏振光情況下介質(zhì)層前后波函數(shù)的傳輸矩陣48-50
• 4.3.2 TE偏振光情況下介質(zhì)層前后波函數(shù)的傳輸矩陣50-51
• 4.4 結(jié)果與討論51-61
• 4.4.1 磁光光子晶體共軛異質(zhì)結(jié)光學(xué)傳輸特性51-57
• 4.4.2 磁光光子晶體共軛多異質(zhì)結(jié)光學(xué)傳輸特性57-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 總結(jié)與展望63-65
• 總結(jié)63-64
• 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69

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本文編號(hào)：720581