紫外波段—维金属插层光子晶体结构设计

摘要

光子晶体是具有光子带隙的一种新型光学材料，是二十世纪八十年代末出现的新概念，由于它能奇特的调节光子的运动状态，所以在光导纤维通讯和光子计算机等领域有着广泛的用途和潜在应用。例如光子光纤，它是九十年代发展起来的新光波导材料，光子晶体光纤和普通光纤相比，具有宽带单模特性、超大数值孔径、独特的色散性和超连续光谱等特性。因此，对光子晶体特性的研究及其应用开发，成为当今世界科研工作者研究的热点之一。 光子晶体的带隙结构是光子晶体的重要特性之一。因此，对于光子晶体的带隙及其光学传输特性的研究是对光子晶体进行基础性研究的重要内容。光子晶体根据空间结构不同，我们可以把它划分为一维光子晶体、二维光子晶体和三维光子晶体。由于三维光子晶体结构复杂，理论研究和制作都比较困难，所以对一维光子晶体的研究比较多，一些研究者认为一维光子晶体有可能成为未来通讯的新型材料，这些对于研究和设计二、三维光子晶体具有一定的指导意义。目前光子晶体的制备和研究主要集中在波长大于红外、可见光的波段。波长小于可见光波段的光子晶体的理论和实验研究仍然很少，这主要是由于大部分的材料在低于可见光波段存在严重的吸收；另一方面现有的加工工艺制造具有几个纳米或几十个纳米的光子晶体还有很大的难度。但由于光子晶体在可见光甚至紫外线波段潜在的应用前景，正在变为研究者关注的热点。 本论文采用传输矩阵方法，对A1N、C60为基元组成的一维光子晶体在紫外波段的光学性质及金属插层对其带隙特性的影响进行理论分析。通过对金属插层光子晶体的带隙特性进行了数学模拟，从而得出设计光子晶体的一种方法，这在光学理论研究和新型光学器件应用开发方面具有实际意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 前言

1.1光子晶体的提出

1.2光子晶体的类型

1.3光子晶体的发展

1.4光子晶体的性质及应用

1.5金属光子晶体研究现状

1.6课题的提出及研究意义

参考文献

第二章 光子晶体的研究方法

2.1光子晶体的原理

2.2光子晶体的研究方法

2.3光子晶体传输矩阵研究方法

2.3.1一维光子晶体传输矩阵

2.3.2一维光子晶体带结构

2.4Translight光子带隙计算软件

参考文献

第三章 A1N/C60多层膜一维光子晶体

3.1多层膜一维光子晶体简介

3.2结构模型及计算方法

3.3C60/A1N多层膜光学特性分析

3.3.1C60/A1N多层膜的反射和透射特性

3.3.2入射角对光子带隙的影响

3.4本章小结

参考文献

第四章 A1N/Ag金属型一维光子晶体

4.1Ⅲ-V族半导体与金属光子晶体

4.2结构模型及计算方法

4.3 A1N/Ag薄膜结构光学特性分析

4.3.1A1N／Ag薄膜结构的反射和透射特性

4.3.2入射角对光子带隙的影响

4.4本章小结

参考文献

第五章金属Ag对C60/A1N一维光子晶体禁带的影响

5.1金属插层对一维介质光子晶体的影响

5.2结构模型及计算方法

5.3金属插层对C60／A1N多层膜光子晶体光学特性影响分析

5.3.1Ag层厚度对C60/Ag/A1N多层膜的反射性质的影响

5.3.2C60/Ag/A1N多层膜的反射和透射特性

5.3.3入射角对光子带隙的影响

5.4本章小结

参考文献

第六章结论

致 谢

攻读硕士期间发表的论文