包含左手物質(zhì)的一維光子晶體的傳輸特性研究.pdf

1、光子晶體被認(rèn)為是未來的半導(dǎo)體，它可以如人所愿地控制光子的運(yùn)動(dòng)。由于其獨(dú)特的特性，光子晶體可以制作全新原理或以前所不能制作的高性能器件，在光通信上有重要的用途，如用光子晶體器件來替代傳統(tǒng)的電子器件，通信的速度將會(huì)快得無法想象。左手物質(zhì)是最近幾年才提出的一種全新的人工合成材料，并且由于其獨(dú)特的性質(zhì)和廣闊的應(yīng)用前景而倍受關(guān)注。結(jié)合這兩種材料，本文研究了含左手物質(zhì)的一維光子晶體的傳輸特性，與常規(guī)一維光子晶體相比，這種結(jié)構(gòu)具有許多新的特性。本文主

2、要工作如下： 利用傳輸矩陣法分析了含左手物質(zhì)的一維二元光子晶體的傳輸特性。我們發(fā)現(xiàn)，零平均折射率帶隙不隨結(jié)構(gòu)的層數(shù)的變化而變化，也不隨結(jié)構(gòu)尺寸的改變而改變。引入一個(gè)缺陷后，缺陷模的位置和數(shù)目與缺陷的引入方式和缺陷本身的物質(zhì)特性有關(guān)；缺陷層引入的位置的變化也會(huì)引起缺陷模的變化，當(dāng)缺陷層位于結(jié)構(gòu)中間時(shí)，缺陷模最強(qiáng)。引入兩個(gè)缺陷之后，當(dāng)缺陷相同時(shí)，缺陷間的相互作用與它們的間隔成反比，當(dāng)缺陷間隔比較大時(shí)，相互作用比較小，其缺陷模是簡并的

3、；隨著間隔的減小，相互作用變大，簡并的缺陷模將發(fā)生分裂，間隔越小分裂越明顯，而且這種現(xiàn)象與缺陷模所處帶隙以及結(jié)構(gòu)本身的構(gòu)成無關(guān)。若兩個(gè)缺陷不同，其缺陷模將不存在分裂現(xiàn)象。 此外，分析了含左手物質(zhì)的一維三元光子晶體的傳輸特性。首先從基本的邊界條件和著名的Bloch理論出發(fā)，推導(dǎo)并且分析了這種結(jié)構(gòu)的色散方程，預(yù)測存在一種不同于傳統(tǒng)Bragg帶隙的新帶隙。然后利用傳輸矩陣法理論分析了這種結(jié)構(gòu)的傳輸特性，證實(shí)了新帶隙的存在，同時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)