六角蜂窩結(jié)構(gòu)光子晶體負(fù)折射及成像特性研究.pdf

1、光子晶體具有光子帶隙的基本特征，當(dāng)頻率落在光子帶隙中的電磁波的傳播會(huì)被禁止，為人們控制光子提供了一個(gè)很好的方法。隨著對(duì)光子晶體材料不斷深入的研究，人們?cè)趯?shí)驗(yàn)和理論上都證明了滿足一定條件的光子晶體是一種很好的負(fù)折射材料，具有很好的負(fù)折射效應(yīng)。這篇論文主要研究的是六角蜂窩結(jié)構(gòu)光子晶體負(fù)折射及成像特性。
　　 本論文在第1章首先引入了光子晶體的概念，介紹了光子晶體的一些常用制備方法和基本特性，隨后解釋了負(fù)折射現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理，最后介紹了

2、國內(nèi)和國外的光子晶體負(fù)折射現(xiàn)象的研究進(jìn)展。第2章主要介紹光子晶體的電磁理論和數(shù)值分析方法。重點(diǎn)介紹了計(jì)算光子晶體最常用的兩種方法:平面波展開法和有限時(shí)域差分法。第3章研究了光子晶體的負(fù)折射特性，首先引入在分析光子晶體負(fù)折射特性之前有必要解釋清楚的幾個(gè)基本概念，說明了等效折射率負(fù)折射現(xiàn)象與等效負(fù)折射率之間的區(qū)別，隨后詳細(xì)分析了影響二維光子晶體中的負(fù)折射現(xiàn)象的幾種參數(shù)。這些參數(shù)包括介質(zhì)柱半徑、光子晶體厚度、點(diǎn)光源的位置和介質(zhì)柱介電常數(shù)等。隨

3、著介質(zhì)柱半徑及介電常數(shù)的增加，半高全寬隨之減小，我們可以認(rèn)為介質(zhì)柱半徑及介電常數(shù)的增加一定程度上能夠提高光子晶體負(fù)折射的成像分辨率;隨著光子晶體厚度的增加，光經(jīng)過光子晶體后會(huì)變?nèi)跎踔量床磺?，然而?fù)折射現(xiàn)象卻是始終存在的;只有當(dāng)光源在近場時(shí)，倏逝波才能完全被恢復(fù)，才更容易產(chǎn)生完美的負(fù)折射成像現(xiàn)象。最后重點(diǎn)介紹了單次曝光干涉法制備的全息成型的二維蜂窩晶格與三角晶格光子晶體的負(fù)折射現(xiàn)象。
　　 最后第4章給出了幾種提高光子晶體負(fù)折射的

4、像點(diǎn)聚焦分辨率的方法。首先介紹了當(dāng)前已經(jīng)發(fā)表的幾種能夠提高光子晶體負(fù)折射的像點(diǎn)聚焦分辨率的方法，然后重點(diǎn)討論了利用空心結(jié)構(gòu)來提高光子晶體負(fù)折射的像點(diǎn)聚焦分辨率的方法，研究討論發(fā)現(xiàn)，在相同半徑下，空心結(jié)構(gòu)的光子晶體相對(duì)實(shí)心結(jié)構(gòu)的光子晶體的全角負(fù)折射更加優(yōu)化，數(shù)值模擬也表明空心結(jié)構(gòu)光子晶體的傳輸效率和成像分辨率明顯提高，即從半高全寬和光強(qiáng)傳輸?shù)慕嵌瓤矗招慕Y(jié)構(gòu)光子晶體得到的負(fù)折射成像性能明顯優(yōu)于不加空心結(jié)構(gòu)的純介質(zhì)柱結(jié)構(gòu)，也就說明利用空心結(jié)