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《曲阜师范大学》 2009年
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一维掺杂光子晶体孪生缺陷模的特性研究

王吉科  
【摘要】: 本论文在前人研究的基础之上设计了一种新型的晶体结构并采用特征矩阵方法对其传输特性进行了数值研究,获得了一些有用的结果。其主要内容如下: 1.将正折射率材料C和负折射率材料D叠加在一起引入到由两种正折射率材料交替叠加组成的一维光子晶体中从而构成一种新型的一维掺杂光子晶体结构。当缺陷层的正负折射率材料满足条件n_+d_++n_-d_-=0时,就称之为零平均折射率材料,这时可以把缺陷层看做一个整体;当不满足上述条件时,缺陷层就被认为由两种不同的材料组成。利用特征矩阵方法对这一晶体结构进行模拟计算发现,它可以产生孪生缺陷模,并且其透射率有一定的损失。这一发现为双通道窄带滤波器的设计提供了新的思路和理论依据。 2.首先将缺陷层看做一个整体(即零平均折射率材料),利用特征矩阵理论模拟计算了缺陷层折射率的变化对这一光子晶体孪生缺陷模特性的影响。得到如下结论:正折射率材料C的折射率的增加使孪生缺陷模的位置以内凹的方式向中心靠拢,使其透射率和半峰宽度也以内凹的方式减小;负折射率材料D的折射率的增加使孪生缺陷模的位置以外凸的方式向中心靠拢,使其透射率也以外凸的方式减小,而半峰宽度则以近直线的方式减小。 3.其次我们又利用特征矩阵的方法研究了缺陷层的厚度对这一光子晶体孪生缺陷模特性的影响。得到如下结论:1)当把缺陷层作为一个整体考虑时,发现随着缺陷层厚度的增加,低频位置的缺陷模随着缺陷层厚度的增加其位置先向中心靠拢后又远离,图象类似于山丘状;而高频位置的缺陷模随着缺陷层厚度的增加其位置变化更加复杂,变化图象类似于负的正弦函数图象。孪生缺陷模的透射率也发生了变化,低频处的缺陷模的透射率变化曲线类似一正弦函数,而高频处的缺陷模透射率变化曲线则似一马鞍状。2)而当我们不再把缺陷层看成一个整体,而是把缺陷层看成由两种介质(正折射率材料C和负折射率材料D)共同构成,仅改变正折射率材料C的厚度时,随着厚度增加,孪生缺陷模红移;仅改变负折射率材料D的厚度时,随着厚度增加,缺陷模蓝移。并且这两种情况下,缺陷模透射率的变化也很复杂。
【学位授予单位】:曲阜师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O734

【参考文献】
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