光子晶體自準(zhǔn)直特性及其在激光雷達(dá)中的應(yīng)用

1、 分類號(hào) 密級(jí) UDC 1 注 學(xué) 位 論 文 光子晶體自準(zhǔn)直特性及其在激光雷達(dá)中的應(yīng)用 （題名和副題名） 朱 穎 （作者姓名） 指導(dǎo)教師姓名 楊華軍 教 授 電子科技大學(xué) 成 都

2、 （職務(wù)、職稱、學(xué)位、單位名稱及地址） 申請(qǐng)專業(yè)學(xué)位級(jí)別 碩士 專業(yè)名稱 光 學(xué) 論文提交日期 2012.4 論文答辯日期 2012.5 學(xué)位授予單位和日期 電子科技大學(xué) 答辯委員會(huì)主席 評(píng)閱人

3、 2012 年 月 日 注 1：注明《國際十進(jìn)分類法 UDC》的類號(hào)。 摘要 摘 要 隨著半導(dǎo)體集成越來越接近極限，光子晶體在新一代光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用顯得更為迫切。其優(yōu)越的性能和特殊的色散特性為其在一個(gè)很小尺度范圍內(nèi)控制光和電磁波的傳播提供了一個(gè)全新的途徑，使得它可以有效地滿足器件小型化和集成化的需求。 光子晶體自準(zhǔn)直效應(yīng)是近年來才發(fā)現(xiàn)并開始研究的。本論文主要從光子晶體基本理論出發(fā)，在分析研究了光子

4、晶體自準(zhǔn)直特性的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析仿真提出和設(shè)計(jì)了基于自準(zhǔn)直效應(yīng)的新型二維光子晶體器件，并將全反射鏡和自準(zhǔn)直約束結(jié)構(gòu)引入激光雷達(dá)系統(tǒng)中，經(jīng)過分析，不僅實(shí)現(xiàn)了濾波和準(zhǔn)直約束，而且為這類器件在未來光通訊中的發(fā)展應(yīng)用提供了新的設(shè)計(jì)思路。 論文的主要內(nèi)容如下： 1、從群速度出發(fā)，對(duì)光子晶體三種特殊效應(yīng)：負(fù)折射效應(yīng)、自準(zhǔn)直效應(yīng)和超棱鏡效應(yīng)進(jìn)行了分析討論。由于群速度方向總是垂直于等頻線（面） ，所以當(dāng)?shù)阮l線（面）平坦時(shí)，群速度方向一致，光束就可以自準(zhǔn)

5、直傳播。 2、對(duì)光子晶體的三種數(shù)值計(jì)算方法：傳輸矩陣法、平面波展開法、時(shí)域有限差分法進(jìn)行了推導(dǎo)，并分別介紹了它們的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。 3、討論了光子晶體的禁帶特性，分析了晶體結(jié)構(gòu)、填充比和介電常數(shù)對(duì)幾種常用晶體結(jié)構(gòu)禁帶特性的影響，為下一步通過改變光子晶體的介質(zhì)填充比、介電常數(shù)等參數(shù)來優(yōu)化光子晶體的自準(zhǔn)直傳輸特性打下基礎(chǔ)。 4、對(duì)光子晶體準(zhǔn)直效應(yīng)的產(chǎn)生進(jìn)行了理論上的分析，并用 FDTD 方法對(duì)傳輸過程進(jìn)行了模擬；分析了入射光的寬度、晶體結(jié)