二维多重复杂结构光子准晶的带隙研究

发布时间：2024-03-14 23:48

　　信息技术的爆炸式发展使得人类的生活方式发生了巨大的改变。这要归功于半导体集成电路的繁荣。但对于集成电路来说,当其尺寸缩小到物理极限,会引起量子效应,经典物理定律将不再适用。超级小尺寸的电路芯片也存在各种隐患。科学家们将目光投向光子。电子之间的相互作用及本身的质量会限制通信带宽和传输速率。而光子之间的相互作用弱,传播速度快,因此具有更大的载体带宽和数据传播速率。类比于半导体对电子的控制,拥有光子带隙的光子晶体可以完成对光子的控制。所以光子晶体有望成为微纳光子器件的优秀候选对象和集成光路的基础。准周期光子晶体(光子准晶),相比周期光子晶体,具有低介电常数比下即可产生完全带隙、带隙具有较高各向同性、无需引入缺陷即存在丰富的缺陷模等优势,近年来逐渐成为研究的热点。关于准晶的带隙特性研究是设计制作光子器件的基础。一方面,光子准晶的结构相比光子晶体更丰富,另一方面,光子准晶在结构上的复杂性也给准晶的研究带来了一定困难。本文基于全息干涉产生的光子准晶研究了其中的带隙特性,具体内容如下:1.构建二维八重光子准晶结构,通过改变其尺寸及其它结构参数,优化光子带隙特性。首先基于全息干涉图案构建二维八重准晶结...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.2二维正方晶格光子晶体

以二维周期光子晶体中的正方晶格为例简单介绍能带结构的计算方法。如图2.2(a)所示，正方晶格光子晶体具有平移周期性，将方框中的部分平移所有可能的格矢，能够精确地填满整个晶体，没有遗漏和重叠。实际上，方框部分被称作原胞，在确定原胞时，以晶格中某一格点为中心，作其与近邻格点连线的垂直....

图2.3二维正方晶格光子晶体的能带结构

对第一布里渊区和Γ-X-M-Γ的波矢k求解频率可得到两张能带结构图，如图2.3所示。此时具体结构参数为：介质柱排列在空气中，介质柱的介电常数为9，晶格常数为1μm，介质柱半径为0.2μm，入射光为TE波，边界条件为周期边界条件。可以观察到两张能带结构图中均显示在归一化....

图3.3二维八重准晶在结构尺寸不同时的透射谱

图3.12在r/a=0.12时，八重准晶结构在不同相对介电常数下的透射谱和反射谱

35图3.12在r/a=0.12时，八重准晶结构在不同相对介电常数下的透射谱和反射谱。其中(a)、(c)、(e)、(g)分别是1/0=9、12、15、18的透射谱；(b)、(d)、(f)、(h)分别是1/0=9、12、15、18的反射谱。A、B、C代表不....

本文编号：3928229