一維非線性光子晶體光限幅器的數(shù)值分析.pdf

1、隨著激光在軍事、科研、醫(yī)療中的廣泛應(yīng)用，激光防護(hù)的重要性漸漸被人們重視起來。光限幅器主要用于軍事方面。激光干擾與致盲武器攻擊對(duì)象主要是人眼和光電裝置。作為激光防護(hù)材料，目前國(guó)內(nèi)外研究最多，性能最好，接近實(shí)用化的光限幅材料是基于非線性反飽和吸收原理。應(yīng)用這些材料要考慮到其穩(wěn)定性及合成后特定的吸收波段等因素。鑒于這種局限性，光子晶體----這種微加工材料成為各國(guó)長(zhǎng)期以來研究的重點(diǎn)。對(duì)光子晶體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)對(duì)波段的控制。當(dāng)前光子晶體光限幅材

2、料還處于理論研究階段。一維光子晶體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其卻具有二維和三維光子晶體的性質(zhì)，所以對(duì)一維光子晶體的研究有其重要意義。非線性光子晶體對(duì)光強(qiáng)變化能做出反應(yīng)：缺陷態(tài)隨著入射光強(qiáng)的變化而在禁帶中移動(dòng)，從而可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)制光波的目的。
　　本文在理論上對(duì)一維非線性光子晶體光限幅器進(jìn)行數(shù)值分析。首先從一維線性光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)入手；然后對(duì)“正向迭代法”和“子層逆向遞推傳輸矩陣法”做詳細(xì)分析，指出兩種方法的適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)。利用一維非線性光子

3、晶體對(duì)光波有動(dòng)態(tài)調(diào)制的特性，結(jié)合非線性光限幅效應(yīng)，設(shè)計(jì)了幾種一維非線性光子晶體光限幅器。實(shí)現(xiàn)：弱光下，可見光和1.06μm的紅外光波均高透射；而高光強(qiáng)下，1.06μm的紅外光波低透射。整個(gè)設(shè)計(jì)利用“子層逆向遞推傳輸矩陣法”進(jìn)行仿真模擬，分析非對(duì)稱結(jié)構(gòu)和對(duì)稱結(jié)構(gòu)的一維非線性光子晶體光限幅器對(duì)光場(chǎng)局域程度的差別，提出一維非線性光子晶體非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的光限幅器的局域化程度更強(qiáng)，更有利于非線性效應(yīng)的發(fā)揮。進(jìn)而調(diào)整Kerr介質(zhì)在一維非線性光子晶體中的