光子晶體布拉格帶隙的研究.pdf

1、光子晶格是一種折射率在空間周期性變化的介電結(jié)構(gòu)。它具有光子禁帶，當(dāng)一定頻率的光在周期性排列的光子晶格中傳播時(shí)，由于布拉格散射，偏離了原來的傳播方向形成布拉格禁帶。雖然完美光子晶體具有光子禁帶，但是只具有光子禁帶的光子晶格無法有效的控制光在其中的傳播行為，當(dāng)在一塊完美的光子晶體中引入某種晶格缺陷時(shí)，且當(dāng)光波的缺陷模落在晶格的帶隙內(nèi)時(shí)，光波就會(huì)被局域在缺陷位置或沿缺陷傳播。達(dá)到利用晶格缺陷來操控光子傳播的目的。
　　 利用光誘導(dǎo)方法

2、在光折變晶體中制作光子晶格具有成本低，工藝簡單，快速便捷，可循環(huán)利用的特點(diǎn)，受到人們的廣泛關(guān)注。但是在光折變晶體中制作的光子晶格折射率對(duì)比度低，形成的布拉格帶隙很窄，限制了它的廣泛應(yīng)用。因此，提高光折變光子晶格的布拉格帶隙寬度對(duì)光子晶格應(yīng)用具有十分重要的意義。
　　 本論文首先研究了利用振幅掩模的傅里葉變換法在LiNbO3：Fe晶體內(nèi)制作簡單光子晶格并用單頻光觀察帶隙的位置，討論了影響光子晶格布拉格帶隙角寬度的因素；其次對(duì)如何展

3、寬光子晶格的布拉格帶隙角寬度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究；文中采用多孔掩膜寫入復(fù)式的光子晶格大大增寬了光子晶格的布拉格帶隙。有效地提高了光子晶格光纖的導(dǎo)光能力。
　　 最后通過對(duì)光疊加理論的推導(dǎo)，運(yùn)用光疊加的原理制備出三維光子晶格。所完成的主要工作如下：
　　 1.利用兩孔振幅掩模的傅里葉變換法制得了一維光子晶格，在測得其帶隙位置、帶寬的基礎(chǔ)上，在掩?？组g距不變的條件下，掩模的孔數(shù)山3個(gè)增加到5個(gè)時(shí)寫入晶格的帶隙情況。由實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)了

4、：這種晶格的布拉格衍射光的數(shù)目由2個(gè)增加到4個(gè)。從而使一個(gè)Bragg衍射角增加為多個(gè)Bragg衍射角，提高了非平行光的Bragg衍射效率。然后通過改變孔間距和孔數(shù)的方法在一維光子晶格中實(shí)現(xiàn)了多個(gè)Bragg帶隙首尾相連，達(dá)到增寬一維光子晶格帶隙的目的。
　　 2.分別使用了孔數(shù)為2*2、3*3、4*4、5*5的矩陣振幅掩膜通過傅里葉變換法制得二維光子晶格，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)寫入晶格的布拉格帶隙數(shù)目隨矩陣掩膜的孔數(shù)增加而增加，布拉格帶隙的方向