二維無衍射光子晶格的制作與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、光子晶格是一種介電系數(shù)在空間上呈周期性變化的人工微結(jié)構(gòu)。由于其存在光子帶隙，使得一定波矢和頻率的光波不能在其中傳播。這種特性為人們控制和操縱光波的傳播開辟了一條嶄新的途徑，并迅速的引起了人們的廣泛關(guān)注。光子晶格的制作是進(jìn)一步研究其特性的前提和基礎(chǔ)。因?yàn)楣庾泳Ц竦闹芷跒楣獠ǖ牟ㄩL量級(jí)，采用傳統(tǒng)方法制作存在工藝復(fù)雜、成本高等缺點(diǎn)。隨著對(duì)光折變材料研究的深入，針對(duì)光折變晶體的光誘導(dǎo)法制作光子晶格的方法以其簡便、實(shí)時(shí)、成本低廉的特點(diǎn)得到了人們的

2、廣泛關(guān)注。目前采用光誘導(dǎo)法在光折變晶體中制作光子晶格已經(jīng)取得了很多意義重大的成果。但是，這些制作方法光路復(fù)雜不易調(diào)節(jié)抑或是需要依賴價(jià)格昂貴的設(shè)備。本文中制作光折變光子晶格的方法為掩膜法，該方法光路簡單易調(diào)節(jié)，不依賴價(jià)格昂貴的設(shè)備，成本低廉。另外我們可以通過設(shè)計(jì)不同的掩膜來制作不同結(jié)構(gòu)的光折變光子晶格。具體內(nèi)容如下：
　　1.簡要介紹了光子晶體的發(fā)展歷史、研究意義、制作方法和本課題的研究思路。
　　2.從光子晶體的結(jié)構(gòu)和特征入

3、手介紹什么是光子晶體，并詳細(xì)介紹了光子晶體的結(jié)構(gòu)、光子禁帶和光子局域；隨后介紹了光子晶體中光折變效應(yīng)的物理機(jī)制和原理方程；接著又討論了光子晶格的Bragg衍射條件；最后介紹了光子晶格的布里淵區(qū)圖譜和無衍射晶格形成光。
　　3.利用三孔掩膜和六孔掩膜分別在外部偏置摻鈰鈮酸鍶鋇晶體中光誘導(dǎo)出了三角光折變光子晶格，用遠(yuǎn)場衍射圖樣、布里淵區(qū)圖譜分析驗(yàn)證了成功寫入的光子晶格，并用采用引入平面參考光的方法間接觀測到了晶格光場的相位分布。從理論

4、上推導(dǎo)出了兩種晶格的光場公式，用matlab進(jìn)行了數(shù)值模擬，進(jìn)一步模擬出了兩種晶格的三維圖像，另外，我們通過改變掩膜上三孔的相對(duì)位置，數(shù)值模擬出了當(dāng)三個(gè)小孔分別為銳角三角形、直角三角形和鈍角三角形時(shí)晶格光場的強(qiáng)度分布圖、相位分布圖和遠(yuǎn)場衍射圖樣。
　　4.通過改變晶格形成光的初始相位在非線性晶體中用掩膜法誘導(dǎo)出了蜂窩狀光子晶格和一些相關(guān)的晶格結(jié)構(gòu)。初始相位的改變是通過在六孔振幅掩膜上疊加相位掩膜的方法實(shí)現(xiàn)的，該相位掩膜由三個(gè)玻璃板