信息技術(shù)的爆炸式發(fā)展使得人類的生活方式發(fā)生了巨大的改變。這要歸功于半導體集成電路的繁榮。但對于集成電路來說,當其尺寸縮小到物理極限,會引起量子效應(yīng),經(jīng)典物理定律將不再適用。超級小尺寸的電路芯片也存在各種隱患。科學家們將目光投向光子。電子之間的相互作用及本身的質(zhì)量會限制通信帶寬和傳輸速率。而光子之間的相互作用弱,傳播速度快,因此具有更大的載體帶寬和數(shù)據(jù)傳播速率。類比于半導體對電子的控制,擁有光子帶隙的光子晶體可以完成對光子的控制。所以光子晶體有望成為微納光子器件的優(yōu)秀候選對象和集成光路的基礎(chǔ)。準周期光子晶體(光子準晶),相比周期光子晶體,具有低介電常數(shù)比下即可產(chǎn)生完全帶隙、帶隙具有較高各向同性、無需引入缺陷即存在豐富的缺陷模等優(yōu)勢,近年來逐漸成為研究的熱點。關(guān)于準晶的帶隙特性研究是設(shè)計制作光子器件的基礎(chǔ)。一方面,光子準晶的結(jié)構(gòu)相比光子晶體更豐富,另一方面,光子準晶在結(jié)構(gòu)上的復雜性也給準晶的研究帶來了一定困難。本文基于全息干涉產(chǎn)生的光子準晶研究了其中的帶隙特性,具體內(nèi)容如下:1.構(gòu)建二維八重光子準晶結(jié)構(gòu),通過改變其尺寸及其它結(jié)構(gòu)參數(shù),優(yōu)化光子帶隙特性。首先基于全息干涉圖案構(gòu)建二維八重準晶結(jié)...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.2二維正方晶格光子晶體

以二維周期光子晶體中的正方晶格為例簡單介紹能帶結(jié)構(gòu)的計算方法。如圖2.2(a)所示，正方晶格光子晶體具有平移周期性，將方框中的部分平移所有可能的格矢，能夠精確地填滿整個晶體，沒有遺漏和重疊。實際上，方框部分被稱作原胞，在確定原胞時，以晶格中某一格點為中心，作其與近鄰格點連線的垂直....

圖2.3二維正方晶格光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)

對第一布里淵區(qū)和Γ-X-M-Γ的波矢k求解頻率可得到兩張能帶結(jié)構(gòu)圖，如圖2.3所示。此時具體結(jié)構(gòu)參數(shù)為：介質(zhì)柱排列在空氣中，介質(zhì)柱的介電常數(shù)為9，晶格常數(shù)為1μm，介質(zhì)柱半徑為0.2μm，入射光為TE波，邊界條件為周期邊界條件�？梢杂^察到兩張能帶結(jié)構(gòu)圖中均顯示在歸一化....

圖3.3二維八重準晶在結(jié)構(gòu)尺寸不同時的透射譜

圖3.12在r/a=0.12時，八重準晶結(jié)構(gòu)在不同相對介電常數(shù)下的透射譜和反射譜

35圖3.12在r/a=0.12時，八重準晶結(jié)構(gòu)在不同相對介電常數(shù)下的透射譜和反射譜。其中(a)、(c)、(e)、(g)分別是1/0=9、12、15、18的透射譜；(b)、(d)、(f)、(h)分別是1/0=9、12、15、18的反射譜。A、B、C代表不....

本文編號：3928229