共振吸收和增益陣列介質(zhì)的線性光譜研究.pdf

1、具有光學(xué)頻率帶隙的光子晶體是光子學(xué)研究的重要發(fā)展方向。共振吸收和放大陣列介質(zhì)是光子晶體中的一種特殊的類型，由共振吸收或激發(fā)的原子層或者激子層通過(guò)傳播光場(chǎng)形成的阱間耦合作用使其具有比被動(dòng)結(jié)構(gòu)更加豐富的性質(zhì)。本文圍繞共振吸收和放大陣列介質(zhì)的線性光譜特性展開(kāi)研究。 首先，采用實(shí)空間傳輸矩陣法計(jì)算了一種主動(dòng)型光子晶體-二維共振吸收原子陣列的能帶譜線，以及全角度入射的透射、反射和吸收譜線。當(dāng)入射波矢和晶格周期共振時(shí)，結(jié)構(gòu)的禁帶寬度比遠(yuǎn)離共

2、振時(shí)有明顯增寬，研究結(jié)果表明該原子陣列的結(jié)構(gòu)與二維陣列中原子之間的頻率共振，是產(chǎn)生這種共振帶隙的必要條件。本文對(duì)相關(guān)參數(shù)偏離該條件時(shí)的光譜特性進(jìn)行了詳盡的研究。 其次，計(jì)算了二維主被動(dòng)型光子晶體的垂直入射的能帶譜線以及透射、反射、吸收譜線，給出了其透射帶隙增強(qiáng)效應(yīng)，得到了一種增大光子晶體帶隙的方法。 最后用傳輸矩陣法計(jì)算了一維周期排列共振放大介質(zhì)的小信號(hào)增益特性。研究結(jié)果表明小信號(hào)增益隨著作用長(zhǎng)度的增加表現(xiàn)出異常的放大特