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《南京理工大学》 2006年
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一维光子晶体的光子带隙、光学双稳态和相位共轭波

蒋美萍  
【摘要】:1987年Yablonovitch和John各自独立提出了光子晶体的概念,它是由传统的晶体概念类比而来的,最根本的特征是具有光子带隙和光子局域。光子晶体是一种微结构光学材料,其尺度与电磁辐射波长具有相同的数量级,它通过对材料折射率的空间周期性调制来实现其光学性质。利用光子晶体的性质可控制光在光子晶体中的流动,实现超小光学器件,如频率滤波器、光学波导、非线性光学开关和低阈值激光器等,工作波长在实验室已经从微波波段推进到可见光波段。光子晶体将成为一种新型器件——光子器件的基础,研究光子晶体的构成及其光学传输性质有着基础物理和材料科学上的重要意义。 一维光子晶体可由两种正折射率介质(称右手系材料Right-Handed Materials,RHM)、或正-负折射率介质(后者称左手系材料Left-Handed Materials,LHM)、或金属-电介质等构成。采用数值计算和理论分析相结合的研究方法,分别对RHM-RHM和RHM-LHM一维光子晶体及(非线性)Bragg腔的光子带隙、光子局域、偏振特性、光学双稳态和相位共轭波进行了研究。发现了RHM-LHM Bragg腔缺陷模频率随缺陷层厚度变化的规律,这不同于RHM-RHM Bragg腔缺陷模的变化规律;提出了用扩展相位图确定RHM-RHM一维光子晶体禁带位置和禁带特征的方法;在禁带中心频率附近对Dowling透射率公式和传输矩阵各矩阵元分别作泰勒级数展开并取一级近似,得到了RHM-RHM一维光子晶体光子禁带中心位置及禁带中心区透射率的解析表达式、RHM-LHM Bragg腔缺陷模频率和品质因子与各介质层厚关系的解析表达式;导出了RHM-RHM非线性Bragg腔中三阶非线性介质产生的相位共轭波增强因子的解析表达式;研究了各种因素对双稳态开关阈值的影响及其作用机理,提出了降低双稳态阈值的途径。数值计算与理论分析结果均一致。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O734;O437

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 唐婷婷;负折射率光波导及器件研究[D];电子科技大学;2010年
2 蒋立勇;一维、二维光子晶体和电磁吸收材料的遗传优化设计及应用[D];南京理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘晓远;含有缺陷的一维周期结构相干热辐射性质[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 侯仕东;GaN基发光二极管光取出分析与模拟[D];电子科技大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 蒋美萍;陈光;陈宪锋;沈小明;王旭东;是度芳;;含负折射率介质布拉格微腔的缺陷模[J];中国激光;2006年08期
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8 蒋美萍,江兴方,沈小明,王旭东,是度芳,陈光;一维光子晶体的偏振特性研究[J];量子电子学报;2005年04期
9 蒋美萍;王旭东;巢小刚;是度芳;陈光;;准周期结构一维光子晶体的带隙特性与滤波特性[J];量子电子学报;2005年06期
10 沈小明;蒋美萍;陈宪锋;倪重文;巢小刚;是度芳;;腔模红移对非线性微腔双稳态阈值的影响[J];量子电子学报;2006年03期
【共引文献】
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1 刘启能;;一维光子晶体的偏振特性[J];半导体光电;2006年06期
2 李文胜;付艳华;张琴;是度芳;;含双缺陷的一维准周期光子晶体的缺陷模特性[J];半导体光电;2010年02期
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8 刘威;孙凤久;;利用光子晶体的禁带特性实现无源电磁屏蔽[J];东北大学学报(自然科学版);2009年07期
9 倪重文;是度芳;;偏振光干涉强度到椭圆偏振光电矢量的变换[J];光电子技术与信息;2005年06期
10 V.I. Burkov,V.S. Gorelik,N.N. Melnik,P.P. Sverbil,S.N. Ivicheva,L.I. Zlobina,A.V. ChervyakovDepartment of Physics, Moscow State University, Moscow, 119992, Russia;球状晶体中的拉曼散射和布拉格衍射(英文)[J];光散射学报;2005年03期
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1 周焱;苏东林;;周期性PBG地结构对微带线相位响应的研究[A];第十五届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2005年
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1 武立华;电磁超材料非线性特性理论研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李秀杰;二维三角晶格光子晶体的光学特性及应用研究[D];太原理工大学;2010年
3 唐爱坤;平板式微热光电系统能量转换过程的研究[D];江苏大学;2011年
4 李岩;光子晶体及其应用的数值模拟研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
5 李勃;自组织亚微米有序结构及其光子带隙性质研究[D];清华大学;2004年
6 邓开发;光子晶体的非线性光学特性研究[D];华中科技大学;2004年
7 赵祥伟;基于光子晶体的生物分子编码载体[D];浙江大学;2006年
8 林宝勤;微波光子晶体电磁特性研究[D];国防科学技术大学;2006年
9 王东栋;光子晶体理论、制备及其光学特性研究[D];北京交通大学;2008年
10 韩喻;嵌套复式周期光子晶体结构的带隙模拟及制备方法研究[D];国防科学技术大学;2007年
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1 张亚茹;二维环型光子晶体的完全带隙特性[D];福建师范大学;2010年
2 白继博;新型二维光子晶体微环的研究及应用[D];福建师范大学;2010年
3 吴海华;二维光子晶体的应用研究[D];杭州师范大学;2010年
4 张莉莉;MgF_2表面结构稳定性及Ta在其表面吸附的密度泛函研究[D];太原理工大学;2011年
5 郑丹丹;顶发射白光有机电致发光器件的对比度的理论研究[D];吉林大学;2011年
6 董广才;基于光子晶体辅助的锥形结构表面等离子体激元的研究[D];吉林大学;2011年
7 赵永林;二维斜三角晶格及棋盘格子直波导光子晶体带隙研究[D];曲阜师范大学;2011年
8 张璇;光子晶体波导特性与光信号保形传输分析[D];北京邮电大学;2011年
9 李红兵;基于光纤受激布里渊散射的慢光及温度传感的研究[D];兰州理工大学;2011年
10 李大海;缺陷态一维光子晶体液体传感器及Fibonacci准晶光子晶体的研究[D];郑州大学;2011年
【同被引文献】
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1 夏长生;李志锋;王茺;陈效双;陆卫;;抛物线型衬底InGaN/GaN发光二极管的模拟研究[J];半导体学报;2006年01期
2 杜伟;许兴胜;孙增辉;鲁琳;高俊华;赵致民;王春霞;陈弘达;;利用光子晶体提高InP基LED出光效率[J];半导体学报;2006年05期
3 龚春娟;胡雄伟;;快速遗传算法优化计算二维光子晶体[J];半导体学报;2006年06期
4 于晓东;韩军;李建军;邓军;林委之;达小丽;陈依新;沈光地;;复合布拉格反射镜高亮度AlGaInP发光二极管[J];半导体学报;2007年01期
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6 田大垒;关荣锋;赵文卿;王杏;;LED光取出技术研究进展[J];电子元件与材料;2008年04期
7 周卫来;赵惠玲;万国宾;林洁;;雷达吸波结构的FGA优化设计[J];电子测量技术;2007年01期
8 周智勇;;LED照明市场引爆对LED驱动器的巨大需求[J];电子产品世界;2007年10期
9 刘志强;王良臣;;正装、倒装结构GaN基LED提取效率分析[J];电子器件;2007年03期
10 甘治平,官建国,邓惠勇,袁润章;用遗传算法设计宽带薄层微波吸收材料[J];电子学报;2003年06期
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1 本报实习生 王文清;[N];解放日报;2009年
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1 周激流;遗传算法理论及其在水问题中应用的研究[D];四川大学;2000年
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3 隋洪涛;基因遗传算法及气动外形最优化设计[D];南京航空航天大学;2002年
4 肖三水;光子晶体计算方法和设计的研究[D];浙江大学;2004年
5 潘伟;基于遗传算法的鲁棒控制问题研究[D];东北大学;2006年
6 李兆峰;一维和二维光子带隙材料的理论和应用研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
7 周永华;实数编码遗传算法杂交算子组合研究[D];华南理工大学;2003年
8 刘木清;照明用LED光效的热特性及其测试与评价方法的研究[D];复旦大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹明德;用于高亮度发光二极管的布拉格反射器研究[D];华南师范大学;2002年
2 颜峻;小信号级LED光源封装光学结构的模拟、设计与实验分析[D];福州大学;2003年
3 王乐;关于LED应用于照明的研究和设计[D];浙江大学;2005年
4 孙旭;白光LED荧光粉层中的光学设计及测量[D];浙江大学;2006年
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6 余心梅;功率型发光二极管荧光粉涂层技术的研究[D];电子科技大学;2007年
7 王玉玲;一维光子晶体的带隙特性研究[D];广西大学;2007年
8 魏伟;侧面倾斜与粗糙化提高GaN基LED出光效率的研究[D];长春理工大学;2007年
9 周利斌;一维和二维光子晶体的特性研究[D];西北大学;2008年
10 黄天宏;LED照明技术的研究和设计实例[D];湖南大学;2009年
【二级引证文献】
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1 强海霞;一维光子晶体全向反射镜和滤波器的设计及特性研究[D];南京理工大学;2011年
2 郑改革;新型纳米光子周期性结构设计及其光传输特性研究[D];南京理工大学;2011年
3 贾巍;高精度SOI基光子晶体功能器件制备与特性研究[D];南京理工大学;2012年
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1 沈洪巨;一款LED显示系统的驱动芯片设计[D];华南理工大学;2012年
【二级参考文献】
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1 杨立功,黄弼勤,叶辉,顾培夫;负折射率介质层中光波的相位和传输特性研究[J];光学学报;2004年03期
2 徐旭明,刘念华;一维Kerr非线性光子晶体中的场分布[J];光子学报;2004年08期
3 陈明,李淳飞,徐迈,王维彪,夏玉学,马少杰;非线性一维光子晶体光开关与光双稳[J];光子学报;2005年01期
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5 蒋美萍,江兴方,沈小明,王旭东,是度芳,陈光;一维光子晶体的偏振特性研究[J];量子电子学报;2005年04期
6 谢双媛,羊亚平,林志新,吴翔;驱动场作用下光子晶体中三能级原子的自发发射[J];物理学报;1999年08期
7 王辉,李永平;用特征矩阵法计算光子晶体的带隙结构[J];物理学报;2001年11期
8 肖三水,沈林放,何赛灵;低频和高频区域内大禁带的二维各向异性光子晶体[J];物理学报;2002年12期
9 仇高新,林芳蕾,李永平;利用复式晶胞实现二维正方形布拉菲格子光子晶体的完全带隙[J];物理学报;2003年03期
10 羊亚平,林志新,谢双媛,冯伟国,吴翔;光子晶体中三能级原子的自发发射[J];物理学报;1999年04期
【相似文献】
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1 陈慰宗,付灵丽,忽满利;一维光子晶体结构对反射光相位的影响[J];光电子.激光;2003年07期
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5 陈慰宗,付灵丽,卜涛,白晋涛;掺杂一维光子晶体的杂质态[J];电子元件与材料;2003年11期
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8 ;光学晶体、液晶[J];中国光学与应用光学文摘;2008年03期
9 陈慰宗,郑新亮,付灵丽,李绍雄,申影,高平安;一维光子晶体中的电磁模密度[J];光子学报;2003年02期
10 蒋美萍,江兴方,沈小明,王旭东,是度芳,陈光;一维光子晶体的偏振特性研究[J];量子电子学报;2005年04期
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1 高艳;王海锋;;缺陷一维光子晶体传输特性的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
2 胡佳惠;;基于一维光子晶体缺陷模的光纤温度探测器[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
3 肖国宏;王骥;林青勇;顾春晖;龚俊锋;;微波段一维光子晶体带隙结构的研究[A];第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(下册)[C];2010年
4 陈慰宗;付灵丽;李绍雄;;一维光子晶体完全光子禁带与结构的关系[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
5 李建荣;王超义;江绍基;;含特异材料缺陷层一维光子晶体多缺陷现象及其内部场分布[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
6 蒋玉蓉;李夏;薛唯;;界面粗糙度对一维光子晶体带隙特性的影响[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
7 卢向东;;用RTCM算法研究一维光子晶体的缺陷模[A];第三届广西青年学术年会论文集(自然科学篇)[C];2004年
8 李夏;蒋玉蓉;薛唯;喻志农;;一维光子晶体可调滤波器设计[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
9 闫斌英;陈鹤鸣;;多波长负折射率光子晶体滤波器的特性分析[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
10 欧阳征标;孟庆生;罗贤达;;一维缺陷态光子晶体缺陷模的模式规律[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
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1 王占华;刺激—响应聚合物复合一维光子晶体[D];吉林大学;2011年
2 陈苏;新型一维光子晶体的制备和传输特性的研究[D];武汉大学;2009年
3 强海霞;一维光子晶体全向反射镜和滤波器的设计及特性研究[D];南京理工大学;2011年
4 邓立儿;一维光子晶体的理论计算及三维反蛋白石结构的研究[D];北京交通大学;2010年
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6 张高明;左手材料光学性能研究[D];湖南大学;2006年
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8 林晨曦;Bragg光纤带隙调控光传输特性与工艺制备[D];清华大学;2007年
9 张文富;微纳光子波导与功能器件研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2011年
10 何琼毅;相干驻波场驱动下介质的光谱特征与相干光学烧孔实现光速减慢[D];吉林大学;2007年
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4 嵇保建;长脉冲激光对一维光子晶体薄膜损伤机理的数值模拟[D];南京理工大学;2010年
5 高慧慧;金膜—一维光子晶体结构的热辐射特性[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 赵凤娇;一维光子晶体结构的理论研究[D];中北大学;2013年
7 刘平安;太赫兹波段一维光子晶体腔及其应用[D];中国计量学院;2013年
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9 孙婷婷;一维光子晶体的可调谐光学和磁光性质的研究[D];苏州大学;2011年
10 贺贝加;介质/金属一维光子晶体的特性研究[D];长春理工大学;2012年
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