光子晶體慢光效應(yīng)及光傳輸特性研究.pdf

1、慢光不僅可加強(qiáng)光與物質(zhì)間的相互作用，還能控制這種相互作用的光譜帶寬，實(shí)現(xiàn)全光存儲(chǔ)系統(tǒng)中的延遲和臨時(shí)存儲(chǔ)光功能。因此研究光子晶體慢光技術(shù)是非常有意義的。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)慢光所需的條件非常嚴(yán)格，使得很難將慢光效應(yīng)應(yīng)用到實(shí)際工程當(dāng)中去。在光子晶體中實(shí)現(xiàn)慢光，不需要特殊的外部條件，一般實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下就能進(jìn)行。由于光子晶體是高色散結(jié)構(gòu)，通過(guò)修改光子晶體的本構(gòu)參數(shù)或者建立獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，其性質(zhì)可以改變慢波。本文是以破壞光子晶體的周期結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)慢光效應(yīng)作為研

2、究對(duì)象，主要內(nèi)容如下：
　　1、介紹了關(guān)于光子晶體及慢光技術(shù)的背景知識(shí)及研究意義。并對(duì)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和需要解決的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)。然后，對(duì)光子晶體的電磁特性和慢光效應(yīng)進(jìn)行分析，用圖文說(shuō)明其慢光產(chǎn)生的原理。并詳細(xì)闡述與本文相關(guān)的、現(xiàn)有的研究方法。
　　2、提出了一種新的基于表面布洛赫模式的表面光子晶體慢光結(jié)構(gòu)。并利用Rsoft軟件通過(guò)平面波展開法對(duì)其表面的色散模式進(jìn)行分析。對(duì)缺陷導(dǎo)模色散曲線平坦部分的分析可揭露表面缺陷光子光

3、子晶體結(jié)構(gòu)的慢光性質(zhì)。設(shè)計(jì)平坦的缺陷導(dǎo)模色散曲線，獲得更低群速度色散慢光屬性。用有限元法分析得到有效的慢光現(xiàn)象，用COMSOL Multiphysics仿真軟件在時(shí)域內(nèi)得到了驗(yàn)證。
　　3、針對(duì)線缺陷波導(dǎo)提出了兩種線缺陷結(jié)構(gòu)，即減小中間一排介質(zhì)柱半徑和刪除中間一排介質(zhì)柱中的部分。使用平面波展開法，通過(guò)改變介質(zhì)柱的半徑，可得正方形晶格光子晶體半徑為0.20a時(shí)，其周期結(jié)構(gòu)的最大光子帶隙。然后對(duì)光在兩種正方形晶格光子晶體線缺陷波導(dǎo)中的