单轴应力对负折射率光子晶体透射特性影响

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1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学

2、位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：单轴应力对负折射率光子晶体透射特性的影响摘要近年来，光子晶体成为光子学一个非常热门的研究领域。光子晶体中存在着很多与电子半导体相类似的物理现象，半导体中电子存在带隙结构，同样介电函数具有周期性的光子晶体也存在带隙结构。这种带隙结构对光子具有控制作用，因而具有广泛的应用，也吸引了许多专家学者对它进行深入的研究。光子晶体的带隙及光学透射谱的调制方法很多。可以通过通过改变几何结构、介电常数或引入缺陷得到。在微机电系统和纳机电系统中，器件自身的尺寸在不断地

3、缩小，使得量子效应不断地增强。曾经有报道关于镜像对称结构一维光子晶体的透射谱。但都没有涉及到掺杂负折射材料的情况和施加单轴应力作用下对其透射谱的影响。本论文借鉴介观压阻效应的研究思路，运用传输矩阵理论，研究了含负折射材料的一维光子晶体的光学传输特性。模拟了在不同单轴应力作用下，具有镜像对称结构光子晶体的透射谱线。(1)介绍了光子晶体的概念、基本原理、种类、制备方法和光子晶体的应用，并且概述了负折射率材料和负折射率光子晶体和其现今的发展状况。(2)在对光子晶体理论研究方法分析的基础上，选用传输矩阵的算法来分析光子晶体的透射谱线。对一维光子晶体传输矩阵理论做了

4、修正，推导出适用于含负折射材料的一维光子晶体的传输矩阵理论。1010(3)构建了一个镜像对称结构ABBA的光子晶体模型，并由修正后的传输矩阵理论研究了含负折射材料的镜像对称结构一维光子晶体的透射谱线。对比模拟了在不同单轴应力作用下，此种结构光子晶体的透射谱线。进而得到其中心禁带透射峰的变化。最后引入压光系数来衡量这种介观压光效应的强弱。综上所述，本文通过构建镜像对称结构光子晶体，并分析计算了在应力作用下光子通过这种结构光子晶体的透射情况，得到介观压光效应。关键词：负折射率，镜像对称光子晶体，介观压光，传输矩阵，透射谱线Uniaxialstress’

5、sinfluencesupontransmissioncharacteristicsofnegativeindexphotoniccrystalAbstractRecently,photoniccrystalhasbecomeaconsiderableresearchfieldofphotonics.Therearelotsofphysicalphenomenon,whichissimilarwiththeelectronicsemiconductor,inphotoniccrystal.Photoniccrystalhavephotonicgapsana

6、logoustotheelectronicbandstructureinasolid,andthepropagationofelectromagneticwavesareforbiddeninthephotonicbandgap(PBG).Photoniccrystalsareeffectivetocontrolphoton.TherearewidepossibilitiestousePCsforoptoelectronicdevices.Photoniccrystalsalsoattractedmanyexpectsstoconductthethorou

7、ghresearchtoit．Thephotonicbandgapandopticaltransmissionspectraofphotoniccrystalcaneasilybemodulatedthroughthewaysofchangingthedielectricconstantorgeometrystructureanddopingdefects.Inmicro-electromechanicalsystemsandnanoelectromechanicalsystems,thecontinuedminiaturizationofthedevic

8、ehascausedaconstantlystrengthened