光子晶體腔,是光子晶體中引入點(diǎn)缺陷而形成的結(jié)構(gòu)。光子晶體腔擁有高品質(zhì)因子,較強(qiáng)的光局域性及較小的模式體積,且已在激光器,傳感器,上下載濾波器及全光邏輯門中得到了廣泛應(yīng)用。光子晶體微腔傳感器可幫助診斷疾病,而光子晶體微腔邏輯門是未來光通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)元件。近期,研究者們提出了基于各種缺陷結(jié)構(gòu)的光子晶體微腔傳感器及邏輯門,但皆存在低靈敏度,低對(duì)比度及弱魯棒性等不足。本論文針對(duì)基于光子晶體的高靈敏度傳感器及強(qiáng)魯棒性邏輯門的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。本論文的研究成果涵蓋以下內(nèi)容:1.使用時(shí)域有限差分法,計(jì)算了圓形光子晶體的上帶隙頻率、下帶隙頻率、帶隙寬度及相對(duì)帶隙寬度隨空氣孔半徑的變化規(guī)律。圓形光子晶體的材料選取為幾種光路元件中的常見材料:磷化銦、砷化鎵、硅及鍺。獲得了較大的相對(duì)帶隙寬度,獲得了其對(duì)應(yīng)空氣孔半徑。結(jié)果表明,基于幾種材料光子晶體的帶隙寬度幾乎沒有差別。2.基于圓形光子晶體,設(shè)計(jì)了一種高靈敏度傳感器模型。使用時(shí)域有限差分法獲得了傳感器諧振波長(zhǎng),靈敏度及品質(zhì)因子隨其結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化規(guī)律,經(jīng)權(quán)衡獲得了傳感器的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)。分析了優(yōu)化后傳感器的性能,同時(shí)獲得了其在空氣背景下的H_z... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光子晶體異質(zhì)結(jié)槽腔氣體傳感器SEM圖

橢圓缺陷腔光子晶體傳感器模型圖

光子晶體異質(zhì)結(jié)槽腔液體傳感器場(chǎng)分布圖及透射譜

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Coupling length variation and multi-wavelength demultiplexing in photonic crystal waveguides[J]. 王梓名,蘇康,馮波,張?zhí)烊A,黃維清,蔡偉成,肖威,劉鴻飛,劉建軍.  Chinese Optics Letters. 2018(01)

博士論文
[1]光子晶體光通信器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能研究[D]. 劉薇.鄭州大學(xué) 2017
[2]光子系統(tǒng)中非互易傳輸現(xiàn)象及光子器件研究[D]. 朱海濱.上海交通大學(xué) 2014
[3]光子晶體波導(dǎo)與微腔控光特性及傳感機(jī)制研究[D]. 楊大全.北京郵電大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3462784