在光通信系統(tǒng)中,為了確保光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定以及避免反射光對(duì)有源器件正常工作的影響,在光路中設(shè)置光波單向傳輸器是很有必要的。光子晶體是一種由不同介電常數(shù)的材料在空間中周期排列而成的人工材料,具有光子禁帶和光子局域特性,可用于制備光單向傳輸結(jié)構(gòu)。目前的方法是在光子晶體中加入非線性材料或磁性材料形成光子晶體單向傳輸器件,利用非線性材料的非線性效應(yīng)或者磁性材料的旋光效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)單向性的。但是前者需要高功率的入射光產(chǎn)生非線性效應(yīng),后者需要外界磁場(chǎng)的作用實(shí)現(xiàn)旋光,在實(shí)際應(yīng)用中兩種方法都不是很便利。為避免以上兩點(diǎn),本文從破壞光傳輸路徑的空間對(duì)稱性出發(fā),利用模式的匹配性來(lái)設(shè)計(jì)、研究光的單向傳輸結(jié)構(gòu),并根據(jù)單向傳輸特性對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。運(yùn)用COMSOL和Rsoft軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)的仿真設(shè)計(jì)和光學(xué)調(diào)制特性的分析。按照結(jié)構(gòu)中高介電常數(shù)區(qū)域的分布可將光子晶體分為柱型和孔型。本文首先對(duì)柱型光子晶體分別按照正方格子和三角格子進(jìn)行光單向傳輸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析,介質(zhì)柱為硅,背景材料為空氣。然后對(duì)孔型三角格子光子晶體的光單向傳輸結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析�；谥驼礁褡庸庾泳w的光單向傳輸結(jié)構(gòu)所選用的晶格常數(shù)a=631.7nm,介質(zhì)柱半徑r=...

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 光單向傳輸結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.3 光子晶體的基本理論研究方法
        1.3.1 平面波展開法
        1.3.2 傳輸矩陣法
        1.3.3 時(shí)域有限差分法
        1.3.4 有限元法
    1.4 光子晶體的制備技術(shù)
        1.4.1 機(jī)械打孔法
        1.4.2 半導(dǎo)體工藝法
        1.4.3 微細(xì)加工法
        1.4.4 膠體自組裝法
    1.5 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 二維光子晶體中的缺陷模式分析
    2.1 完美二維光子晶體的結(jié)構(gòu)介紹和能帶分析
        2.1.1 柱型正方格子完美光子晶體的結(jié)構(gòu)介紹和能帶分析
        2.1.2 柱型三角格子完美光子晶體的結(jié)構(gòu)介紹和能帶分析
        2.1.3 孔型正方格子完美光子晶體的結(jié)構(gòu)介紹和能帶分析
        2.1.4 孔型三角格子完美光子晶體的結(jié)構(gòu)介紹和能帶分析
    2.2 基于二維光子晶體的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模式分析
    2.3 基于二維光子晶體的腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模式分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 柱型光單向傳輸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析
    3.1 正方格子柱型光單向傳輸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析
        3.1.1 光子晶體能帶分析
        3.1.2 波導(dǎo)和腔的設(shè)計(jì)
        3.1.3 二維光子晶體結(jié)構(gòu)的仿真結(jié)果和分析
        3.1.4 正方格子柱型光單向傳輸結(jié)構(gòu)的漸變型波導(dǎo)設(shè)計(jì)與分析
    3.2 三角格子柱型光單向傳輸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析
        3.2.1 光子晶體能帶分析
        3.2.2 波導(dǎo)和腔的設(shè)計(jì)
    3.3 本章小結(jié)
第四章 孔型光單向傳輸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析
    4.1 三角格子孔型光單向傳輸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析
        4.1.1 光子晶體能帶分析
        4.1.2 波導(dǎo)和腔的設(shè)計(jì)
        4.1.3 二維三角格子孔型光子晶體單向傳輸結(jié)構(gòu)的仿真結(jié)果和分析
    4.2 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
致謝



本文編號(hào)：4041543