基于多層介質(zhì)膜的三維光子晶體設(shè)計與制備.pdf

1、光子晶體是一種新型的人工結(jié)構(gòu)功能材料，通過不同結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)控制光傳播的功能。光子晶體可以具有光子禁帶、光子局域效應(yīng)以及負折射率等特性，在光通訊、微波通訊、光電子集成以及國防科技等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。因此，如何制備高質(zhì)量小尺寸的光子晶體，特別是三維光子晶體的制備，已成為光子學研究的熱點。本文基于多層介質(zhì)膜，設(shè)計并制備了三維光子晶體。 首先，從光傳輸矩陣理論出發(fā)，設(shè)計了不同光學厚度的多層介質(zhì)膜結(jié)構(gòu)，由于設(shè)定其具備對特定波長的增透

2、或高反功能，可以將其視為一維光子晶體。根據(jù)設(shè)計模型，利用真空電子束鍍膜方法制備一維光子晶體。 采用平面波展開法計算光子晶體能帶分布，并采用時域有限差分法計算光子晶體光場分布。R-soR軟件所模擬計算的結(jié)果表明，通過在多層介質(zhì)膜結(jié)構(gòu)上打孔，可實現(xiàn)三維光子晶體的制備；其中圓孔的排列方式、晶格常數(shù)、以及所用介質(zhì)膜的折射率對光子能帶和光場分布有顯著的影響。通過對上述各種因素的綜合考慮，設(shè)計了三種不同結(jié)構(gòu)的三維光子晶體光刻模版。