基線缺陷光子晶體波導(dǎo)色散性質(zhì)分析.pdf

1、光子晶體（Photonic Crystal）是一種介電常數(shù)隨空間周期性變化的新型光學(xué)微結(jié)構(gòu)材料，表現(xiàn)為在一維、二維或三維空間內(nèi)組成具有光波長(zhǎng)量級(jí)的介質(zhì)點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。由于其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)和傳光機(jī)理，人們對(duì)光子晶體的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究產(chǎn)生了極大的興趣。近十幾年里，光子晶體已經(jīng)從最初的理論構(gòu)想逐步發(fā)展為一個(gè)涉及大量實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。目前，關(guān)于光子晶體的研究已經(jīng)成為光電子技術(shù)領(lǐng)域最前沿和熱點(diǎn)項(xiàng)目之一。
　　本文的主要研究工作是研究光子晶體波導(dǎo)的

2、色散特性。因?yàn)楣庾泳w具有獨(dú)特的非線性光學(xué)特性，而且這些效應(yīng)與色散性質(zhì)聯(lián)系十分密切。光子晶體可用于制作全新原理的色散補(bǔ)償器件，可能獲得很高的色散補(bǔ)償因數(shù)，這對(duì)于現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)有著極大的應(yīng)用潛力。
　　文中首先簡(jiǎn)要介紹了光子晶體的概念、研究現(xiàn)狀和應(yīng)用領(lǐng)域，而后對(duì)光子晶體能帶理論進(jìn)行討論，闡明其對(duì)于光子晶體研究的基礎(chǔ)性作用。光子晶體的研究需要借助于多種數(shù)值計(jì)算方法，本文對(duì)其中最常用的兩種——平面波展開法和時(shí)域有限差分法做了對(duì)比，詳細(xì)

3、推導(dǎo)了它們各自的數(shù)值算法。針對(duì)兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)提出以平面波展開法分析光子晶體波導(dǎo)帶隙結(jié)構(gòu)，以時(shí)域有限差分法計(jì)算波導(dǎo)色散性質(zhì)的研究思路。
　　第四章分析了在“anti-crossing”效應(yīng)下光子晶體波導(dǎo)中由于模間相互作用而產(chǎn)生的高階模式可具有強(qiáng)烈色散性質(zhì)，基于此對(duì)所設(shè)計(jì)光子晶體波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，計(jì)算了波導(dǎo)中高階模式的色散系數(shù)并繪出相應(yīng)頻域的色散曲線。
　　結(jié)果表明：光子晶體中的晶格結(jié)構(gòu)、氣孔直徑、周期、相對(duì)孔徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)