含LiNbO3缺陷層一維TiO2-MgF2可調(diào)帶隙光子晶體研究.pdf

1、1987年Yablonovitch和John分別提出了介電常數(shù)呈周期性分布的材料可以改變在其中傳播的光子的行為，并稱這種材料為光子晶體(Photoniccrystals)。光子晶體具有控制光在其中的傳播的性質(zhì)，產(chǎn)生了許多嶄新的物理特性，可以用于制作全新概念或以前所不能制作的高性能光學器件。
　　 光子能帶結(jié)構(gòu)是光子晶體的主要特征。具體表現(xiàn)為：一定頻率范圍的電磁波，在光子晶體的特定方向上不能傳播。當沿著這個方向入射到光子晶體時，光

2、將全部反射，形成光子帶隙。光子晶體的另一個主要特征是光子局域，如果在光子晶體中引入某種程度的缺陷，光子晶體原有的對稱性被破壞，在光子晶體的禁帶中就可能出現(xiàn)頻率極窄的缺陷態(tài)，與缺陷態(tài)頻率對應的光子可以被局限在缺陷位置，而帶隙中其它頻率的光仍然被禁止。雖然只有完整的光子晶體才具有完全帶隙，但在實際應用中，人們更關(guān)注具有缺陷的光子晶體，因為帶隙具有限制電磁波的能力，而缺陷則有引導電磁波的可能，這在光子系統(tǒng)中極具應用價值，但是通常情況下，光子晶

3、體一旦制備完成，缺陷模位置即為確定的，使得光子晶體的應用很有局限性。如果光子晶體帶隙可以調(diào)控，即電磁波的傳播方向可以隨人們的意愿而改變，這將是光子晶體研究領(lǐng)域的一大突破。因此對可調(diào)帶隙光子晶體結(jié)構(gòu)模型的研究，成為眾多研究者關(guān)注的一大熱點和難點。
　　 本文采用傳輸矩陣方法，研究了可見光范圍內(nèi)TiO2/MgF2多層膜一維光子晶體結(jié)構(gòu)的帶隙特性，以及引入LiNbO3缺陷層后對帶隙的影響，找到了可見光波段含單缺陷模和雙缺陷模帶隙結(jié)構(gòu)。