多層介質(zhì)對稱型光子晶體表面模的研究.pdf

1、隨著人們對表面電磁波（即表面等離子體）研究的不斷深入，表面等離子體科學和技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生命科學和空間技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。表面等離子體激元的一個重要特性就是，它能與滿足一定耦合條件的電磁波發(fā)生耦合，使電磁波能量轉(zhuǎn)化為表面等離子體激元的能量；因此表面等離子體激元可以融入一系列電磁波現(xiàn)象的研究中。除此之外，表面等離子體激元在亞波長光學、表面等離子體納米刻蝕技術(shù)、表面等離子體新型光源等領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用。光子晶體在上世紀九十年代才

2、提出，目前，光子晶體表面等離子體的研究在國際和國內(nèi)還很少。本文將以電磁波理論為基礎(chǔ)，推導光子晶體界面處表面模的基本關(guān)系式，研究光子晶體表面等離子體的產(chǎn)生機理。
　　 主要研究內(nèi)容如下：
　　 1．利用傳輸矩陣方法編程計算模擬一維光子晶體(ABA)n模型和鏡像對稱一維光子晶體(ABA)n(CDC)m模型的色散關(guān)系、能帶結(jié)構(gòu)，并對該模型所產(chǎn)生的表面模進行分析。改變光子晶體中組成材料的介質(zhì)常數(shù)時，發(fā)現(xiàn)介質(zhì)常數(shù)相差越大，禁帶就越

3、寬，出現(xiàn)共振峰的條數(shù)變化也很大。通過在光子晶體中引入負介電常數(shù)材料，看到了區(qū)域塊狀類似于橢圓型的奇異的色散曲線。
　　 2．計算模擬五層對稱結(jié)構(gòu)一維光子晶體(ABABA)n模型的色散關(guān)系、能帶結(jié)構(gòu)，并對該模型所產(chǎn)生的表面模及其影響因素進行分析。發(fā)現(xiàn)共振吸收峰的峰值變化比較平緩，說明三層結(jié)構(gòu)比五層結(jié)構(gòu)有更高的靈敏度。計算模擬含缺陷的五層對稱結(jié)構(gòu)一維光子晶體(ABCBA)n模型的色散關(guān)系、能帶結(jié)構(gòu)。對于引入缺陷層的情況，可以看到在色