基于完全光子带隙的光子晶体功能器件研究

发布时间：2023-04-04 04:23

　　由于电子信息技术的高速发展,集成电路最小尺寸的发展早已到达传统物理的瓶颈。芯片尺寸逐渐缩短时,集成电路的主要载体电子产生热效应,这将出现一系列的问题。比如集成电路性能降低,浪费能量多,传输速率慢等。光子晶体是以光子为信息载体的复合材料,相对于电子来说,光子具有许多优势性能,可以利用这些性能制造集成光路。由于光子晶体有优秀的研究性能和广泛的使用前景,国内外研究人员越来越专注于研究光子晶体。光子晶体的一个重要特点是具有光子带隙,光子带隙分为两种:完全光子带隙和方向带隙。人们一直致力于追求频率范围较大的完全光子带隙,并在此基础上制造出光子晶体功能器件。本文利用时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)方法主要研究了基于完全光子带隙的二维平板光子晶体的波导器件和基于完全光子带隙的理想二维光子晶体设计的功能器件两部分内容。具体的内容和结果如下:首先,二维平板光子晶体可以很好地掌控光的传播和容易实验制备,研究人员对其在类TE和类TM偏振模式中表现出的光子带隙特别感兴趣。通过降低光子晶体晶格的对称性,可以实现在特定频率区域内同时实现在类TE和类TM偏振中的光...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    第一节 研究背景及意义
    第二节 国内外研究现状
    第三节 本文的主要内容
第二章 光子晶体简介
    第一节 光子晶体的概念
    第二节 光子晶体主要分类
    第三节 光子晶体的特征
    第四节 时域有限差分方法
    第五节 光子晶体的应用
    第六节 本章小结
第三章 二维平板光子晶体偏振无关波导器件
    第一节 引言
    第二节 由空气孔组成的三角晶格光子晶体平板的光传播特性
    第三节 由不同尺寸的圆孔组成的蜂窝状光子晶体平板的光传播特性
    第四节 圆孔和三角孔交替排列的蜂窝状光子晶体平板的光传输特性
    第五节 本章小结
第四章 理想二维光子晶体波导及缺陷结构功能器件
    第一节 基于完全光子带隙的理想二维光子晶体波导结构设计
    第二节 基于完全光子带隙的理想二维光子晶体滤波器结构设计
    第三节 环形腔相邻排列形成的光子晶体耦合腔波导结构设计
    第四节 环形腔交错排列形成的光子晶体耦合腔波导结构设计
    第五节 本章小结
第五章 总结与展望
    第一节 全文总结
    第二节 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录与参与项目



本文编号：3781777