一维光子晶体带隙中的介质色散.doc

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1、一维光子晶体带隙中的介质色散摘要光子晶体经历了10多年的发展，成为光电子学科一个发展迅猛的研究领域。光子晶体是由不同介电材料周期排列构成的人工晶体，它的主要特性是光子禁带——频率区域，光子晶体将禁止该频率内的任何光或电磁波的传播。光子晶体是由介电函数(折射率)周期性分布而形成的人工晶体材料。光子晶体最基本的特征是具有光子带隙，因而它能够控制光子的运动。光子晶体的另一个重要特征是如果引入某种程度的缺陷，破坏光子晶体的周期性结构，光子带隙中将形成相应的缺陷能级，位于频率的光将被局域化。这类似于半导体晶体中周期性的离子势形成的电子的导带与禁带。光子晶体和电子半导体晶体之间存在一

2、个显著的、很吸引人的区别，那就是前者具有内在的完全可调性。光子晶体是一类覆盖很宽电磁频域的材料，有广阔的应用发展前景。本文介绍了利用传输矩阵方法分别计算了包含色散缺陷和包含色散及双吸收线原子媒质缺陷的1DPC的复数透射率，利用复数透射率计算复有效折射率,从而研究了1DPC中包含缺陷层的整个体系的色散效应。计算结果表明，当色散介质作为缺陷层放入1DPC中时，其色散性质将发生明显的改变。由于入射光与吸收色散介质的作用，在光子带隙的中心频率处出现了一吸收峰，而对应的透射率接近零。在中心频率处，发生了共振吸收导致反常色散。我们发现改变1DPC的带隙结构的参数对介质的色散都产生较大

3、影响，随着层数的增加，透射率在中心频率两侧的振荡越来越大，同样色散曲线的振荡也变化很大。我们可以看出含有缺陷的光子晶体的等效色散性质明显地依赖于缺陷的色散性质。关键词：光子晶体；介质色散；有效折射率；传输矩阵；带隙结构Thedispersionofmediumintheband-gapofone-dimensionphotoniccrystalsAbstractThephotoniccrystalhasexperienced10yearsofdevelopmentandbecomephotoelectrondisciplineisarapidlydevelopingres

4、earcharea.Photoniccrystalsarearrangedbydifferentdielectricmaterialscycleconsistingofartificialcrystal,itsmainfeatureisthephotonicbandgap-thefrequencyregion,thephotoniccrystalwillbeprohibitedwithinthefrequencyofanylightorelectromagneticwavepropagation.Thephotoniccrystalisformedbythedielect

5、ricfunction(refractiveindex)perodicdistributionofintraocularlensmaterials.Thebasiccharacteristicsofphotoniccrystalhasaphotonicbandgap,andthusitisabletocontrolthemovementofphotons.Anotherimportantfeatureofthephotoniccrystalisaperiodicstructure,theintroductionofsomedegreeofdefects,damagethe

6、photoniccrystalsandphotonicbandgapformationofthecorrespondingdefectlevelsinthefrequencyoflightwilldelocalized.Thisissimilartotheperiodicionicpotentialinthesemiconductorcrystalformationofelectronconductionbandandthebandgap.Photoniccrystalandelectronicsemiconductorcrystalsthereisasignifican

7、tandattractive,thatis,theformerinherentlyfullyadjustable.Thephotoniccrystalisaverywidecoverageoftheelectromagneticfrequencydomainmaterials,havebroadapplicationprospects.Thisarticledescribestheuseofthetransfermatrixmethodcalculatedthethepiuralteansmittancecontainsthe