一维光子晶体的能带结构研究

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1、贵州大学毕业论文目录摘要IIAbstractIII前言IV第一章光子晶体11.1光子晶体简介11.2光子晶体的结构11.3光子晶体的特性21.3.1光子晶体具有周期性结构21.3.2光子晶体具有光子禁带31.3.3光子晶体能抑制自发辐射31.3.4光子晶体具有光子局域4第二章一维光子晶体的能带结构研究52.1研究一维光子晶体能带的方法52.1.1特征矩阵法52.1.2平面波展开法62.2一维光子晶体的能带结构研究7第三章一维光子晶体的特征103.1光子禁带103.2光子局域11第四章一维光子晶体光带隙性能的影响因素探讨144.1周期数的影响144.2折射率比值的影响144.3中心波长的影响1

2、5第五章结论18参考文献19致谢20IV贵州大学毕业论文一维光子晶体的能带结构研究摘要在当今世界，科学家们在不断研究大规模集成电路时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。所以科学家们希望能得到新的材料，可以像控制半导体中的电子一样，自由地控制光子，即光子晶体。随着科学技术的发展特别是制造工艺技术的发展，使得光子晶体的制造不仅变得可能，还得到了长足的进步，在可见光及红外波段可以制成具有所需能带结构的光子晶体，实现对光子的控制。本论文主要对一维光子晶体的能带、禁带进行深入地研究，这对设计和制备一维光子晶体具有指导意义。本论文拟采

3、用薄膜光学理论，分析光波在一维光子晶体中的传播特性，探讨光子晶体膜层的折射率、周期数、中心波长等对一维光子晶体光带隙性能的影响，从而为一维光子晶体的设计提供参考。关键词：光子晶体能带结构特征矩阵法平面波展开法IV贵州大学毕业论文TheInvestigationontheBandStructuresofone-dimensionalphotoniccrystalAbstractTheconceptof"Photoniccrystals"wasputforwardbyS.JohnandE.Yabloncvitchin1987.ButnowScientistsconstantlystudyInte

4、gratedCircuitandfindthattheintegrationofsemiconductordeviceshasbeenthelimitbecauseofthecharacteristicsoftheelectronic.Andthephotonhastheadvantageofhighspeed,nointeraction,whichelectrondoesnothave.Soscientistswanttogetthenewmaterialstofreetocontrolphoton.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,espe

5、ciallythedevelopmentofthemanufacturingtechnology,thephotonscrystalmanufacturingnotonlybecomepossible,alsohadagreatprogress.Invisibleandinfraredlight,itispossibletomakeintophotoniccrystalthatbandstructurewasrequired,andrealizethecontrolofthelight.Soinrecentyears,photoniccrystalhasbeenstudiedandappli

6、edextensively.KeyWord:photoniccrystal,bandStructures,eigenmatrixmethod,planewaveexpansionmethodIV贵州大学毕业论文前言1987年，美国UCLA电机系的EliYablonovitch教授在研究如何减少激光浪费于自发辐射（spontaneousemission）的能量和加拿大UniversityofToronto物理系的SajeevJohn教授研究光子是否也能像电子被存在缺陷的晶体束缚时[1][2]，不约而同地提出了一个概念，这就是能将人们带进光信息时代的光子晶体。光子晶体这个名字还未被人熟知，然而就

7、像20世纪初人们对Si这种半导体材料的懵懂一样，也许在21世纪末的时候，大家都对这个名词耳熟能详。想象一下，你的办公桌上摆放着运算速度成百上千GHz的高速电脑，使用的是传输速率高于传统光纤数十倍的光子晶体光纤。自然科学的研究大多数起源于对自然界各类现象的假设开始的，光子晶体的提出也是如此。光子晶体这种人工微结构与半导体微结构相比，其量子单元是光子，而半导体微结构的量子单元是电子。光子具有许多电子所没有的优点，