收藏本站
《电子科技大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

含特异材料光子晶体的传输特性

林密  
【摘要】: 光子晶体,又称为光子带隙材料,是一种介电常数或磁导率在空间呈周期性排列的人工材料。光子晶体的最大特性是存在光子带隙,频率落在光子带隙中的电磁波将不能在其中传播。并且,利用这种带隙效应,在光子晶体中引入缺陷即能实现对波的操纵与控制。而特异材料,也叫超材料,是指不同于自然界中普通材料而具有奇异电磁特性(如负的介电常数、负的磁导率、负的折射率等)的人造电磁材料。电磁波在特异材料中传播时,将会出现许多不寻常的现象,例如,逆Doppler效应、逆Cerenkov效应、反常光压等。 由于特异材料独特的电磁特性,在光子晶体中引入特异材料,将会带来很多新的规律和现象。本论文将对含特异材料的光子晶体的传输特性进行研究,具体内容包括: 1.研究了“负磁导率材料—正折射率材料”、“负介电常数材料—正折射率材料”以及“负磁导率材料—负介电常数材料”组成的一维光子晶体结构的全方位带隙中,波的反射相位与入射角、介质厚度的缩放因子以及周期数之间的关系和变化规律。这方面的研究,弥补了理论上的不足,有利于全面理解含特异材料组成的一维光子晶体结构的相位特性,也为一维光子晶体相位补偿器和色散补偿器的制作提供了理论依据。 2.研究了一种基于左手材料光子晶体异质结构的全方向缺陷模。从一维缺陷光子晶体的缺陷模的本征方程入手,得到了含左手材料一维缺陷光子晶体TE波的全方向缺陷模。并且,根据麦克斯韦方程中电矢量与磁矢量的对称性,证明了电介质材料一维缺陷光子晶体有利于获得TE波的全方向缺陷模,而磁介质材料一维缺陷光子晶体有利于获得TM波的全方向缺陷模。通过将电介质材料一维缺陷光子晶体与磁介质材料一维缺陷光子晶体组合形成的光子晶体异质结构,得到了与偏振无关的全方向缺陷模。最后通过计算缺陷模的电场分布,进一步验证了我们的结论。 3.研究了一种含左手材料的光子晶体异质结构的窄通道窄角度缺陷模。该结构由两个一维缺陷光子晶体组成:其中一个完全由常规材料构成;另一个由含左手材料缺陷光子晶体构成,利用该结构可实现某一角度的窄通带窄角度缺陷模。设计这种光子晶体异质结构的关键点有两个:一是令某一角度时两个缺陷光子晶体缺陷模的频率相同;二是让两个缺陷光子晶体缺陷模的角度色散不相同,并且差别越大越好。该结构得到的频率滤波和方向滤波的效果均要比单纯使用常规材料的要好。 4.研究了一种含双负材料的光子晶体量子阱结构,该结构由双负材料和常规材料交替堆叠而成的一维光子晶体分别作为阱和垒,组成两边为垒中间为阱的异质结构。合理选择参数,使得阱光子晶体的通带落于垒光子晶体的禁带中而满足光子晶体量子阱形成的条件,类似于半导体量子阱中的电子,由于光子的限制效应将导致量子化,电磁波只能以共振隧穿的方式通过光子晶体量子阱结构中的垒光子晶体,此时阱光子晶体通带频率范围内将出现规律性变化的谐振模。并且隧穿谐振模的个数等于阱光子晶体的周期数。谐振模随入射角的改变近似不变,以及随垒光子晶体厚度缩放因子变化不敏感。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O734

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 解意洋;基横模高功率垂直腔面发射激光器研究[D];北京工业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 廖先炳;光子晶体技术——(一)光子晶体光纤[J];半导体光电;2003年02期
2 廖先炳;光子晶体技术——(二)光子晶体光波导[J];半导体光电;2003年03期
3 廖先炳;光子晶体技术——(三)光子晶体激光器[J];半导体光电;2003年04期
4 廖先炳;光子晶体技术——(四)光子晶体光无源器件[J];半导体光电;2003年05期
5 唐海侠,王启明;半导体光子晶体激光器的研究进展[J];半导体光电;2005年03期
6 龚旗煌;胡小永;;超快速光子晶体全光开关研究[J];北京大学学报(自然科学版);2006年01期
7 曾兆华,王霞,杨建文,汪河洲,陈用烈;氩离子激光固化环氧树脂制作三维微结构[J];高等学校化学学报;2002年06期
8 高鹏,毛陆虹,李斌桥,陈弘达,孙增辉,陈永权;光子晶体微腔半导体激光器的研究进展[J];高技术通讯;2003年12期
9 欧阳征标,刘海山,李景镇;光子晶体超窄带滤波器[J];光子学报;2002年03期
10 欧阳征标,李景镇;光子晶体的研究进展[J];激光杂志;2000年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐晓创;一维金属/介质光子晶体的理论研究[D];复旦大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄圆;王丽亚;董可秀;石建平;;一维光子晶体滤波器滤波性能的影响因素研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2008年03期
2 易明芳;方梁;;光子晶体的物理特性及其应用[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2006年04期
3 廖先炳;光子晶体技术——(三)光子晶体激光器[J];半导体光电;2003年04期
4 廖先炳;光子晶体技术——(四)光子晶体光无源器件[J];半导体光电;2003年05期
5 钱祥忠;新型光子晶体调谐滤波器的研究[J];半导体光电;2005年05期
6 谢强;张晓梅;;声光Q开关用1.064μm融石英低损耗增透膜实验研究[J];半导体光电;2006年04期
7 汤炳书;刘丽丽;殷恭维;周艳玮;沈廷根;;用一维多元光子晶体实现光学梳状滤波的数值研究[J];半导体光电;2006年06期
8 刘启能;;一维光子晶体的偏振特性[J];半导体光电;2006年06期
9 方云团;潘小霞;;一维光子晶体缺陷模局域场强的分布特征[J];半导体光电;2007年06期
10 于志明;周静;;窄带缺陷模在入射角缓慢变化中的变化规律[J];半导体光电;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 莫卫东;范琦;张海防;贾晋超;杨百愚;冯明德;;旨在减小散射损耗的激光反射膜系的研究与设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 ;Realization of super narrow pass-band and super narrow transmission-angle filters with one-dimensional defective photonic crystal hetero-structures[A];2007年中国青年光学学术研讨会论文摘要集[C];2007年
3 谭天亚;晋云霞;邵建达;范正修;;LBO晶体上ZrO_2薄膜的光学性质[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
4 杨晨;林伟华;南凡;黄行康;;基于Labview光强探测型表面等离激元共振液体折射率测量平台[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
5 符李渊;欧阳征标;李景镇;;复周期结构光子晶体的光子能带特性研究[A];Photonic Crystal (Ⅱ)--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2001年
6 王利;王风丽;王占山;吴永刚;陈玲燕;;具有共振腔模式的一维光子晶体结构[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
7 时书丽;;光子晶体光纤特性的分析[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
8 王利;王风丽;吴文娟;王洪昌;林小燕;王占山;吴永刚;陈玲燕;;具有共振腔模式的一维光子晶体结构[A];2004年光学仪器研讨会论文集[C];2004年
9 谢威;赵青南;董玉红;;直流反应磁控溅射制备高折射率TiO_2薄膜的工艺参数研究[A];2013全国玻璃科学技术年会论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩艳玲;可能性构造空间理论与计算机作曲思维模型研究[D];华中科技大学;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 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 吴婧;微结构光纤的传输特性和传感解调技术研究[D];南京师范大学;2011年
5 吴东江;有机及聚合物微腔激光器[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
6 白胜元;光学薄膜设计及其在光波分复用系统中的应用[D];浙江大学;2001年
7 刘晓东;无序介质的中红外光子局域化和Z-扫描技术研究[D];燕山大学;2002年
8 朱方明;新型电磁(光子)晶体贴片天线的研究[D];浙江大学;2003年
9 阮双琛;光子晶体光纤超连续谱与激光器和Nd:GdVO_4激光器的研究[D];天津大学;2004年
10 李曙光;微结构光纤中超短激光脉冲传输及色散特性研究[D];燕山大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵缨慰;900nm~1100nm抗激光损伤高反射膜的研究[D];长春理工大学;2010年
2 孟庆蕾;提高有机太阳电池中空穴输出效率方法的研究[D];江南大学;2010年
3 王雷雷;光子晶体谐振腔的研究设计[D];电子科技大学;2011年
4 袁渊明;磁约束磁控溅射源的关键技术研究[D];西安工业大学;2011年
5 郭洪玮;基于薄膜滤波器的光分插复用器的研究[D];吉林大学;2011年
6 刘军;二维复式光子晶体带隙及V型波导传输特性[D];曲阜师范大学;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 龙芳;基于光子晶体慢光的全光缓存性能和动态调制研究[D];北京邮电大学;2011年
9 王博;基于光子晶体的全光开关设计及光器件集成的研究[D];北京邮电大学;2011年
10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 韩力英 ,张存善;垂直腔面发射激光器的结构和应用[J];电子产品世界;2003年08期
2 黄永箴;垂直腔面发射激光器中顶层相位对模式特性的影响[J];光学学报;2000年02期
3 ;垂直腔面发射激光器:进展和未来前景[J];激光与光电子学进展;1999年05期
4 匡萃方,张志峰;传输矩阵法分析一维光子晶体的传光特性[J];激光杂志;2003年04期
5 王小东;吴旭明;王青;曹玉莲;何国荣;谭满清;;具有非均匀渐变界面DBR的光学特性分析[J];物理学报;2006年10期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 鲁辉;二维光子晶体带隙与慢光特性研究及结构优化设计[D];北京邮电大学;2010年
2 万勇;光子晶体的禁带机理及不同结构晶体薄膜的制备和光学性质研究[D];青岛大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 廖先炳;光子晶体技术——(二)光子晶体光波导[J];半导体光电;2003年03期
2 廖先炳;光子晶体技术——(三)光子晶体激光器[J];半导体光电;2003年04期
3 陈凯,盛秋琴,韩军,王晶;光子晶体及其应用研究[J];光电子技术;2003年01期
4 程丙英,张毅,梅东滨,张蓉,李兆霖,胡炜,张道中;用多光束干涉模拟晶格图案[J];光学学报;1996年06期
5 林巍,程丙英,梅东滨,李宏强,李兆霖,张道中;三维光强有序分布的获得:从结构导出相干光束的配置[J];光学学报;1997年12期
6 陈龙,何赛灵,沈林放;含负折射率介质的多层结构中倏逝波传播及隧道效应的分析[J];物理学报;2003年10期
7 项元江;文双春;唐康凇;;含单负介质层受阻全内反射结构的光子隧穿现象研究[J];物理学报;2006年06期
8 许静平;王立刚;羊亚平;;利用含负折射率材料的光子晶体实现角度滤波器[J];物理学报;2006年06期
9 王启明;突破间接带局限 创新Si基激光器[J];物理;2004年05期
10 陈旭东,陈用烈;铁-芳烃配合物引发环氧化合物阳离子光聚合反应机理[J];中山大学学报(自然科学版);2000年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宁学峰,王旭东,闫珂柱;光子晶体的带隙破缺随插入介质层变化规律的研究[J];量子光学学报;2005年01期
2 ;量子点堆积三维光子晶体[J];激光与光电子学进展;2008年12期
3 杜春光,焦志伟,李师群;光子晶体中二能级原子的受激辐射的特性[J];量子电子学报;2000年05期
4 焦志伟,丁兆香;光子晶体中光场-原子束缚态[J];抚顺石油学院学报;2000年04期
5 欧阳征标,李景镇,朱骏,张登国,孙一翎;一种高效率光子晶体发光二极管[J];发光学报;2002年05期
6 邓开发,夏守之,是度芳;含缺陷态的非线性介质材料的光子晶体的双稳态特性[J];激光杂志;2004年03期
7 ;科学家制成兼具电学光学性质光子晶体[J];光机电信息;2011年08期
8 王旭东,闫珂柱,刘芳;光子晶体带隙随介质折射率变化规律的研究[J];光电子.激光;2003年10期
9 赵丽,余家国,程蓓,赵修建;三维光子晶体的化学方法制备与应用[J];稀有金属材料与工程;2004年04期
10 黄晓琴;二维复周期光子晶体的带隙结构[J];激光杂志;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何赛灵;;光子晶体及其应用[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
2 宋恺;丁涛;佟振合;;新型对称性胶体光子晶体[A];中国化学会第28届学术年会第12分会场摘要集[C];2012年
3 梁文耀;;光子晶体透射相位特性在光开关和光逻辑门中的应用[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
4 张登国;;二维磁性光子晶体光环行器分析[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
5 王科;郑婉华;张冶金;任刚;杜晓宇;邢名欣;陈良惠;;光子晶体垂直腔面发射激光器的模式分析[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
6 豆义波;韩景宾;卫敏;段雪;;水滑石/二氧化钛光子晶体薄膜的制备及传感器性能研究[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
7 张慧慧;申华军;周静涛;刘新宇;;基于自准直特性的硅基光子晶体的应用研究(英文)[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(下册)[C];2009年
8 宁鼎;;光子晶体光纤[A];中国电子学会第十三届电子元件学术年会论文集[C];2004年
9 许震宇;;光子晶体压力传感器在风压测量中的应用[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
10 周济;;“超材料(metamaterials)”及其在信息元器件中的应用[A];中国电子学会第十三届电子元件学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 贾正根;光子晶体学俏然崛起[N];中国电子报;2001年
2 吴铭;科学家获得光子晶体纳米结构[N];中国石油报;2003年
3 陈丹;科学家获得光子晶体纳米结构[N];科技日报;2003年
4 张孟军;攀登光子晶体高峰的人[N];科技日报;2004年
5 杨健;中科院取得光子晶体理论创新[N];人民日报;2003年
6 记者 谌达军 通讯员 郑林 王佳;魏南酋蜜发布朽业毒邪颁警报警[N];长江日报;2008年
7 记者 任海军;德研发“隐形斗篷”,效果令人激动[N];新华每日电讯;2010年
8 清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室副主任 周济;电子元件走进集成时代[N];中国电子报;2003年
9 ;乐游学海的研究者[N];绍兴日报;2010年
10 ;硅以后的生活[N];科技日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 任琳;金属纳米壳层光子晶体的制备及其对热辐射的调控[D];吉林大学;2010年
2 吴语茂;计算光子晶体和衍射光栅折射和反射谱的几种新方法[D];中国科学技术大学;2010年
3 罗丹;光子晶体中的超透镜和超弯曲效应研究[D];天津大学;2010年
4 李胜;光子晶体和电磁超颖材料在太赫兹频段的应用研究[D];电子科技大学;2010年
5 林密;含特异材料光子晶体的传输特性[D];电子科技大学;2010年
6 陈海滨;光子晶体波导型器件及其在太赫兹技术中的应用[D];浙江大学;2009年
7 侯金;硅基光子晶体带隙特性与波导研究[D];华中科技大学;2011年
8 万勇;光子晶体的禁带机理及不同结构晶体薄膜的制备和光学性质研究[D];青岛大学;2010年
9 亓丽梅;特殊光子晶体特性分析与应用研究[D];电子科技大学;2009年
10 费宏明;光子晶体量子阱的输运特性[D];山西大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张勇勇;含磺酸基凝胶光子晶体在分析中的应用[D];天津大学;2010年
2 王雷雷;光子晶体谐振腔的研究设计[D];电子科技大学;2011年
3 江慧;光放大用二维光子晶体及其波导的理论研究[D];大连理工大学;2010年
4 刘洋;光子晶体慢光与物质的相互作用[D];上海交通大学;2010年
5 赵优美;基于SOI平板光子晶体的理论研究[D];山东建筑大学;2010年
6 张芬;光子晶体负折射特性及其应用的研究[D];电子科技大学;2010年
7 孙静;二维光子晶体特性及应用研究[D];江苏大学;2010年
8 吉亚萍;一维光子晶体滤波器的设计及性能研究[D];天津师范大学;2010年
9 方博;光子晶体中光脉冲的动态调控和色散关系研究[D];上海交通大学;2010年
10 杨春云;二维光子晶体缺陷间的耦合及波分复用研究[D];南昌大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026