二維光子晶體結(jié)構(gòu)及對(duì)稱性對(duì)光子能帶的影響研究.pdf

1、光子晶體是擁有光子禁帶的新型光學(xué)材料。因?yàn)樗芘c現(xiàn)有的半導(dǎo)體材料和工藝很好地結(jié)合，在未來(lái)的通信和光電集成行業(yè)有巨大的應(yīng)用前景，極有可能成為未來(lái)光子產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料。 光子禁帶寬度的大小是衡量光子晶體性質(zhì)的一個(gè)重要方面。自從光子晶體的誕生開始，對(duì)能夠獲得更寬光子禁帶光子晶體材料和結(jié)構(gòu)的尋找一直在進(jìn)行。光子晶體能帶的理論計(jì)算與數(shù)值模擬不僅能夠在理論上解釋光子禁帶形成的機(jī)制，其數(shù)值結(jié)果也可以用于指導(dǎo)未來(lái)的研究和實(shí)驗(yàn)方向。 本文采

2、用平面波展開的方法計(jì)算了二維光子晶體在三角、四方兩種晶格條件下六角、圓形、四方空氣散射子在硅(Si)材料背景下的TE，TM模式能帶。討論了晶格布里淵區(qū)形狀與散射子形狀的共同作用對(duì)完全光子禁帶影響。發(fā)現(xiàn)當(dāng)散射子形狀與布里淵區(qū)形狀一致時(shí)，TE、TM模式的帶隙能較好地吻合從而形成較寬的完全光子禁帶帶隙。在三角晶格情況下，布里淵區(qū)為正六角形，這時(shí)六角散射子光子晶體具有最大完全光子禁帶。在正方晶格情況下，布里淵區(qū)為正四方形，這時(shí)四方散射子光子晶體