二維雙層光子晶體的帶隙特性研究.pdf

1、光子晶體是上世紀八十年代末提出的一種介電常數呈現周期性分布的新型人工介質材料，它獨特的光子帶隙特性和光子局域性使其在光電領域具有廣泛的應用。以光子晶體器件取代現有的光電器件，將會實現集成密度更高和性能更優(yōu)越的集成光路。
　　近年來，雖然對光子晶體的理論研究已越來越完善，但是設計具有特定功能的光子晶體器件依然是人們關注的焦點。在這種背景下，論文研究了可以實現大帶隙的二維雙層光子晶體以及其缺陷態(tài)特性，主要工作及創(chuàng)新點如下：
　　

2、1、針對四種常見的橫截面分別為橢圓形、圓形、矩形和正方形介質柱的二維雙層光子晶體進行研究，使用平面波展開法對其在正方晶格和六角晶格結構下的帶隙特性分別進行了仿真分析。經過對比可以發(fā)現，四種介質柱的最大帶隙寬度都能達到14.7％以上，尤其對于橢圓形柱六角晶格結構的二維雙層光子晶體，其最大帶隙寬度達到了27.3%。
　　2、為了更深入地了解各種類型介質柱二維雙層光子晶體的帶隙特性，晶格常數、外介質環(huán)的厚度以及介質柱的方位角的改變對其造

3、成的影響也在研究之列。使用平面波展開法對各種情況進行了詳細的仿真分析后可知，在正方晶格結構和六角晶格結構下，光子晶體的晶格常數的變化對帶隙寬度影響很小，而外層介質環(huán)厚度的變化卻會引起帶隙寬度相應的改變；另外，方位角?的變化整體上極大地改善了光子晶體的帶隙寬度，使其最大帶隙寬度可以達到33.2%。
　　3、本論文還通過移除外層介質柱的方法在二維雙層光子晶體中引入點缺陷，對其帶隙特性進行計算分析后，發(fā)現了一些有意義的結果。在正方晶格結