光子晶體中光與物質相互作用的非線性效應.pdf

1、該文主要研究可見光和光通信波段的光子晶體及器件的研制和特性測試,這方面研究將會推動光子晶體在全光集成和光通信方面的應用.基于非線性光子晶體的光子器件逐漸成為目前研究的重點.我們對光子晶體的制備和三階非線性光子晶體進行了較為系統(tǒng)的研究.我們利用多重散射方法研究了各種光子晶體、微腔結構的帶隙特性,優(yōu)化設計程序,結合微加工的電子束、離子束刻蝕的精度要求和測試設備的條件設計出可見光和光通信波段的光子晶體和器件,得出了適合做光子晶體光開關的光子晶

2、體的結構參數(shù),為實驗提供理論依據(jù).我們對二維光子晶體的制備進行了研究.通過掃描電鏡,我們看到制作的聚苯乙烯光子晶體的質量比較好.我們利用二維光子晶體波導能量耦合的消逝波耦合系統(tǒng),測量了光子帶隙在可見光波段的二維聚苯乙烯光子晶體的光子帶隙.經(jīng)與理論計算對比,發(fā)現(xiàn)實驗結果和理論模擬比較吻合.我們對三維光子晶體的制備進行了研究.首先,利用改進的氣壓法自組織生長方法制備出膠體聚苯乙烯光子晶體,并對其帶隙特性進行了測量.其次,利用改進的垂直沉積技

3、術制備出高品質的可見光波段聚苯乙烯光子晶體Opal,厚度為2~3 μ m,光子帶隙中心的透過率約為5％,導帶透過率大于65％,光子晶體帶隙邊緣的斜率非常陡峭,大于5.2％/nm的光子晶體,優(yōu)于國外報道的數(shù)值.利用三維聚苯乙烯光子晶體實現(xiàn)了ps量級快速時間響應的、光子帶隙連續(xù)可調的可調諧光子晶體,光子帶隙移動了13nm.這一結果對光通訊和光計算等領域有重要意義.整篇論文分為五章.第一章為序論,簡單介紹了光子晶體的概念和它的研究現(xiàn)狀.第二章