準(zhǔn)周期一維光子晶體倍頻特性研究.pdf

1、光子晶體作為一種新興人造晶體材料，因其具有光子禁帶、光子局域化等特性受到廣泛關(guān)注，尤其是在非線性光學(xué)領(lǐng)域，可提高光學(xué)頻率變換的轉(zhuǎn)換效率，因而進(jìn)一步研究非線性光子晶體的倍頻特性具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以一維光子晶體的倍頻特性為研究對(duì)象。首先對(duì)光子晶體的發(fā)展背景及國(guó)內(nèi)外理論研究現(xiàn)狀進(jìn)行概述，比較幾種理論研究方法的優(yōu)劣，詳細(xì)分析了傳輸矩陣法和Shooting法，并對(duì)周期和準(zhǔn)周期一維光子晶體的透射率、有效折射率等光學(xué)特性進(jìn)行了研究；

2、其次，以經(jīng)典電磁理論為基礎(chǔ)，從二階波動(dòng)方程出發(fā)，推導(dǎo)了一階嚴(yán)格倍頻耦合波方程，并采用傳輸矩陣法，得到了小信號(hào)倍頻下基頻與倍頻光場(chǎng)的嚴(yán)格解析表達(dá)式，又與Shooting法相結(jié)合，得到大信號(hào)倍頻的計(jì)算模型，利用以上模型分別在小信號(hào)和大信號(hào)倍頻情況下，對(duì)周期一維光子晶體的倍頻過程進(jìn)行了模擬，發(fā)現(xiàn)光子晶體倍頻轉(zhuǎn)換效率明顯高于塊狀晶體，而且該模型計(jì)算速度優(yōu)于傳統(tǒng)理論模型；再次，通過引入替換型缺陷調(diào)整晶體結(jié)構(gòu)，計(jì)算準(zhǔn)周期一維光子晶體在小信號(hào)和大信號(hào)