一种新型光子晶体环形腔滤波器的设计与研究

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1、密级：NANCHANGUNIVERSITY学士学位论文THESISOFBACHELOR（2006—2010年）题目一种新型光子晶体环形腔滤波器的设计与研究学院：理学院系物理系专业：光信息科学与技术班级：061学号：5502306096学生姓名：赵远祥指导教师：徐旭明起讫日期：2009.12-2010.626目录摘要……………………………………………………………………………………3Abstract………………………………………………………………………………4第一章绪论…………………………………………………………………………51.1光子晶体简

2、介……………………………………………………………51.1.1光子晶体的概念……………………………………………………51.1.2光子晶体的分类……………………………………………………61.1.3光子晶体的特征……………………………………………………71.1.4光子晶体的应用前景………………………………………………8第二章算法理论和方程…………………………………………………………102.1平面波展开法……………………………………………………………102.2传输矩阵法………………………………………………………………122.3时域有限差分法………

3、…………………………………………………13第三章二维光子晶体波导的分束特性…………………………………………193.1引言………………………………………………………………………193.2二维三角形光子晶体的结构……………………………………………193.3二维光子晶体波导模型…………………………………………………203.4多模结构的计算和分析…………………………………………………213.5基于自成像效应的TE模分数器………………………………………22结论…………………………………………………………………………24参考文献……………………………

4、………………………………………………致谢……………………………………………………………………………26二维光子晶体波导的分束特性专业：光信息科学与技术学号：5502304073学生姓名：杨明睿指导教师：徐旭明摘要光子晶体是一种具有光子带隙的新型人工材料。E.Yablonovitch和S.John在1987年首次提出了光子晶体的基本概念。光子禁带(PBG)的存在是光子晶体的显著特征，这也使得光波不能够在光子晶体内随意传播。在完整的二维光子晶体中引入线缺陷，就形成了光子晶体波导。光子晶体的光子带隙(PBG)波导能够限制光子的运动。利用其具有控

5、制和限制光子运动的特性可以制成新颖的光学器件。本文通过用有限时域差分法研究二维光子晶体波导的分束特性。第一章，对光子晶体做了简要介绍，其中包括：光子晶体的概念，光子晶体的分类，光子晶体的特征，光子晶体的制备和光子晶体的应用前景五个方面。第二章，介绍了几种常用的算法，包括平面波展开法，传输矩阵法，和时域有限差分法。本文主要用时域有限差分法和平面波展开法。第三章，提出了一个二维光子晶体分束器模型，通过对它的研究，从而研究二维光子晶体的分束特性。平面波展开法计算光子晶体结构的波导色散曲线和电场强度，FDTD法进行了数值计算和分析。结果表明当入射

6、光=1.55μm，耦合长度LM=15a时，这两种分束器的透射率可高达96%。关键词：光子晶体波导；分束特性；时域有限差分法；自成像效应26Beamsplittingpropertiesoftwo-dimensionalphotoniccrystalwaveguideAbstractPhotoniccrystalisanewartificialmaterial.Thebasicideaofphotoniccrystalwasfirstproposedin1987byE.YablonovitchandS.John.Theexistenceof

7、aphotonicbandgap(PBG)isthesignificantfeatureofphotoniccrystalsandisresultingthatthelightwavecannotpropagateinthephotoniccrystal.ItsengenderphotoniccrystalwaveguidePCWsintheintegritytwo-dimensionalphotoniccrystalsintroducelinebug.Photonicbandgap(PBG)waveguideonphotoniccrys

8、talstructurecanofferstrongphotonicconfinement.Itsuniqueopticalpropertiesenableittobeusedinfabric