简单光子晶体的传输特性研究

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1、宁波理工学院毕业设计（论文）题目简单光子晶体的传输特性研究　　　　　　　　　　　　　姓名汪浩学号3070431079专业班级07通信3班指导教师王卓远分院信息科学与工程分院完成日期2011年6月1日II摘要在当今世界，人们越来越离不开电子产品。电子产品也越做越小，功能却越做越强大。人们在对电子在物质运动规律的研究的不断深入时,人们发现由于电子的特性，半导体器件的集成快到了极限。而光子有着电子所没有的优越特性：传输速度快，没有相互作用。因此近年来光子晶体得到深入广泛的研究与应用。特别是简单光子晶体传输特性的研究对于光子晶体的应用具有极其重要的意义。本文是在研究简单光子晶体的

2、传输特性，并利用了差分近似来实现微分形式的麦克斯韦方程组中旋度方程里的微分运算。本文还利用有限时域差分方法计算和处理光子晶体波导本征模的特性、光子晶体表面模的特性等一系列问题。具体模拟过程：(1)建立空间网格体系；(2)选定空间时间步长；(3)将麦克斯韦方程时间、空间微分变为差分；(4)进行迭代求解；(5)用EastFDTD软件和MATLAB软件仿真一维二维光子晶体的传输特性。关键词：简单光子晶体；有限时域差分法；传输特性IIAbstractNow，moreandmorepeoplecannotbeseparatedfromelectronicproducts.Elect

3、ronicproductsareincreasinglysmaller,butthefunctionisgettingstronger.Within-depthstudyofthemotionoftheelectronic，theintegrationofsemiconductordeviceswaslimited.Thepropertiesofphotonaresuperiorthanelectronic,becauseoftheirfasttransmissionspeedandnointeractionwitheachother.Inrecentyears，thes

4、tudyandapplicationofphotoniccrystalsismoreandmoredeeper.Specially，itisveryimportantforapplicationofPhotonicCrystalthatstudyonthetransmissionpropertiesofPhotonicCrystal.ThisarticleforstudyingthetransmissionpropertiesofsimplePhotonicCrystal,isusingdifferentialformsbydifferenceapproximationt

5、oMaxwell'sequationsofthecurlequationsindifferentialoperations.Weusedfinite-differencetime-domainmethodtocalculateandprocessthecharacteristicsofPhotonicCrystalwaveguideintrinsicmodeandmouldonthesurfacepropertiesofPhotoniccrystals.Specificsimulationprocess:(1)Establishspacegridsystem;(2)Sel

6、ectspacetimesteps;(3)ChangetheMaxwell'sdifferentialequationoftimeandspacetodifference;(4)useiterationtosolvetheproblem;(5)usethesoftwarenamedEastFDTDandMATLABtosimulatetransmissionpropertiesofone-dimensionaltwo-dimensionalPhotoniccrystals.Keywords:SimplePhotoniccrystals；Differencetime-dom

7、ainmethod；TransmissioncharacteristicsII目录摘要IAbstractII第1章绪论21.1光子晶体的研究背景21.2光子晶体的提出21.3光子晶体分类31.4光子晶体的应用41.5本文工作6第2章光子晶体传输特性研究方法72.1光子晶体研究方法分类72.1.1传输矩阵法72.1.2平面波展开法82.1.3N阶法102.2时域有限差分法的原理10第3章简单光子晶体特性分析133.1简单光子晶体的特性计算原理133.2简单光子晶体的能带计算原理14第4章仿真及结果分析154.1建模154.2Ea