低维光子晶体和波导管的光输运性质-物理学专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 湘潭大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 湘潭大学硕士毕业论文 湘潭大学硕士毕业论文 摘 要 光子晶体和光波导管是光输运的两种最重要的材料，也是光传输的主要载 体，利用光子晶体和光波导管中的共振传输现象可以制备各种光子器件，如光开 关，滤波器等。因此，这个领域的研究引起了大家的广泛关注。本论文利用格林 函数方法，研究几类低维光子晶体和波导管的输运现象，特别是共振输运。 第一章，介绍了光子晶体和光波导管的结构，特性以及应用。 第二章，我们主要介绍了格林函数方法。 第三章，利用格林函数方法，我们研究了准一维光子晶体光共振输运性质。 该结构是由两个半无限长的左右光极和一个有限长的中心散射区构成，而中心散 射区是由M 行N 列个点构成。发现在透射谱上出现两类不同的共振峰：一类峰 处于低频区，在最低频区出现（M-1）?（N-1）重共振峰，它是由局域在十字结 中的准束缚态引起的，而在稍低频区出现2?（N-1）重共振峰，它是由局域在T 型结中的准束缚态引起的；另一类峰处于高频区，它是由横向和纵向周期点数的 增加所出现的高准束缚态引起的。这些研究结果有可能被应用在新型光开关，光 滤波器等设备。 第四章，我们采用格林函数方法计算了周期 T 型光子晶体波导管的光输运 性质。该结构是由两个半无限长的左右光极和一个有限长的中心散射区构成，而 中间散射区是由周期性的光子晶体凸起和光子晶体限制区构成，周期数用 n 表 示。首先，我们研究了周期数对光输运的影响，发现在透射频谱中出现（n-1） 与（n-2）重共振劈裂峰。除了上面的劈裂峰，我们还发现了新共振劈裂规则峰 （2n-3）。通过对这些共振峰的局域态密度计算，发现（n-1）重共振峰是由局域 在凸起的准束缚态引起的，（n-2）重共振峰是由局域在限制区的准束缚态引起的， 而（2n-3）重共振峰是由凸起和中间限制区中的准束缚态共同引起的。此外，我 们还研究了点密度对光子晶体波导管共振输运性质的影响。发现随着点密度增 加，所有共振峰将发生蓝移，并且共振峰之间间距将变小。这些有趣的结果可以 被应用在高品质、低损耗滤波器等光设备中。 第五章，我们对本论文的工作进行简单的总结并对其进行展望。 关键词：共振劈裂；准一维光子晶体；光波导管；格点格林函数；光输运 I Abstract Photonic crystals (PCs) and waveguides are two most important materials and also important supporters for photonic transport. They can be fabricated into various photonic devices, such as switcher and filter, by using the resonant transmission in phenomena. Therefore, the study of this field has been attracted much attentions. In this thesis, we study photonic transport properties in several low-dimensional photonic crystal and waveguides, especially the resonant transmission properties, by using the Greens function method. The first chapter mainly describes the concept, character as well as application of photonic crystals. In the second chapter, we mainly introduced the Gr