一维光子结构中界面态及通带相位的研究

发布时间：2022-01-20 10:22

　　随着半导体技术的发展,微电子集成技术已经取得飞速发展,而光子有着相比于电子更加高速的信息传递特性,各类光子结构的尺寸使其在集成中更具优势,因此基于光子结构的各类微纳光子器件将对未来全光集成技术的发展具有重要的应用意义。而一维光子结构作为最简单的人工电磁结构,易于制备、更具实用意义。本文利用传输矩阵法,模拟分析了一维层状光子结构的带隙光谱及反射相位,通过两个光子结构的组合研究了在带隙中产生界面态的条件,并计算研究了界面态在带隙内的调控特性,这一研究结果对极窄带滤波片等光路调制元件具有重要的应用意义;另外,将层状光子结构等效为具有Fano共振特征折射率的介质膜层,基于法布里-珀罗（F-P）干涉提出有效介质理论,对层状光子结构通带内的反射相位进行了计算研究,为光子结构的相位调控测量提供了思路和理论指导。主要工作包括以下几方面:1、介绍了光子带隙结构的基本概况,分析了光子能带结构不同的理论研究方法;并重点介绍了一维层状光子结构的制备方法及其典型应用。2、基于介质膜层的传输矩阵,分析了层状光子结构的带隙谱及相位计算方法;分别计算了结构参数相同而对称中心不同的一维反转对称层状光子结构的带隙谱及反射... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一维层状光子结构

图 1-2 一维光子结构有限单元划分示意图Fig.1-2 Schematic diagram of one-dimensional photonic structure by finite element divisio对于一维的层状光子结构，电场在均匀介质中传输时，满足亥姆霍兹方20( ) 0r r k （1，r 、r 分别为相对介电常数和相对磁导率，20k( )c ， 为角频率，中的光速； 为满足亥姆霍兹方程的平面电磁波的解，且 ( )ik r e x ，布洛赫矢量，梯度算子可变化为 ik，则问题可化为20( )r r ik k （1维光子结构的区域化，如图 1-2（a）所示，将一维层状光子结构的每一行单元节点划分，插值函数为简单起见选择线性插值函数，则图 1-2（b元的插值函数可近似为 ( )e e e x a b x，ea 、eb 均为待定系数，根据两个

一维光子结构中界面态及通带相位的研究在坩埚中，靶材汽化为材料蒸汽向上蒸镀到结构衬底上，在衬底上沉积得到介质膜层。通过控制面板可调节灯丝电流，进而控制沉积速度；沉积的膜层厚度可由系统中配备的膜厚测量晶振控制；完成一层介质膜层的蒸镀后，可更换另一种介质靶材进行下一层的蒸镀，如此逐层进行即可实现层状光子结构的制备。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3598652