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摘要:光子晶體是一種不同折射率的介電材料在空間呈周期性排列構(gòu)成的晶體結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)具有類似于半導(dǎo)體中電子帶隙的“光子帶隙”,如同在半導(dǎo)體中引入缺陷來控制電子的傳輸一樣,在光子晶體中引入點(diǎn)缺陷(微腔)和線缺陷(波導(dǎo))能有效控制光波的傳輸。光子晶體波導(dǎo)和微腔是構(gòu)成各種光器件的兩個基本元件,由于其具有體積小,易于集成化等優(yōu)點(diǎn)而得到迅速發(fā)展。本文主要使用時域有限差分方法,討論光子晶體中波導(dǎo)與微腔的耦合,分析了光在光子晶體波導(dǎo)-微腔耦合系統(tǒng)中的傳輸特性,從而得出波導(dǎo)-微腔的耦合規(guī)律及最佳耦合條件。并設(shè)計(jì)了一個多通道的光子晶體濾波器。
關(guān)鍵詞:光子晶體波導(dǎo); 光子晶體微腔; 時域有限差分(FDTD)法; 耦合; 多通道濾波器
目錄 摘要 Abstract 1、緒論-5 1.1、光子晶體概述-5 1.1.1、光子晶體簡介-5 1.1.2、光子晶體歷史及其意義-5 1.1.3、光子晶體結(jié)構(gòu)-6 1.1.4、光子晶體性質(zhì)及作用-6 1.1.5、光子晶體發(fā)展現(xiàn)狀-7 1.2、時域有限差分法概述-7 1.3、關(guān)于光子晶體波導(dǎo)微腔耦合的研究目的和基本內(nèi)容-8 2、時域有限差分法原理及其公式-9 2.1、時域有限差分法原理及其公式-9 3、二維光子晶體波導(dǎo)、微腔的研究-10 3.1、光子晶體介質(zhì)柱半徑及光子晶體晶格常數(shù)的確定-10 3.2、光子晶體單個波導(dǎo)透過譜-12 4、二維光子晶體波導(dǎo)與微腔耦合-13 4.1、光子晶體中微腔最佳壁厚-13 4.2、光子晶體中微腔大小對透過譜的影響-15 4.2.1改變微腔寬度對透過譜的影響-15 4.2.2改變微腔高度對透過譜的影響-17 4.3、光子晶體中微腔位置對透過譜的影響-19 4.4、光子晶體中微腔形狀對透過譜的影響-21 4.4.1微腔形狀為正方形時的透過譜-21 4.4.2微腔形狀為橢圓時的透過譜-22 4.4.3微腔形狀為圓時的透過譜-24 4.5、光子晶體中微腔折射率對透過譜的影響-26 5、光子晶體濾波器的設(shè)計(jì)與模擬-27 6、總結(jié)-31 7、參考文獻(xiàn)-32 8、致謝-33 |