全息法制备光子晶体的光束设计和实验验证

全息法制备光子晶体的光束设计和实验验证

论文摘要

光子晶体,也称为光子带隙材料,是1987年才提出的概念,在近十几年当中获得了巨大的发展,并且已经成为现代光电子技术,传感器件,通信和材料领域等共同关注的研究热点。 本文对现有的制备光子晶体的方法进行了比较,认为全息干涉法制备的样品面积大,均匀性好,无缺陷,速度快,成本低,一旦解决了感光材料的折射率问题,便是适于工业生产的一种优化的方法。我们的研究小组一直以来都是用全息干涉法进行光子晶体的制备实验。 本文的主要工作和创新集中在全息法制备光子晶体的光束设计,具体包括: (1)提出倒格初基锥的概念,证明任意一种Bravais格子形式的光场都能由多种四光束配置干涉形成。在特定波长下,格点形状和晶格周期都是可调的。 (2)进一步考察了半空间的四光束配置,或者可以称之为泛伞形配置,证明任意一种Bravais格子都能由半空间光束配置干涉生成。 (3)提出并分析了用四光束干涉的方法制备二维光子晶体双模结构的方法,这种结构能有效增大光子晶体的禁带宽度。实验上用光学显微镜拍摄了双模结构的光场分布。 本文的工作可以为人们进一步用全息干涉法制备各种光子晶体打下基础。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 目录
  • Contents
  • 前言
  • 第一章 绪论
  • §1.1 光子晶体的提出
  • §1.2 光子晶体的研究进展
  • §1.3 光子晶体的性质
  • §1.4 光子晶体的应用
  • 第二章 光子晶体的制备方法
  • §2.1 各种制备方法对比
  • §2.2 全息法的技术优势和面临的挑战
  • §2.3 全息法制备光子晶体的光束配置问题
  • 第三章 全息法制备光子晶体的光束设计
  • §3.1 基本原理
  • §3.2 倒格初基锥(RPP)理论
  • §3.3 各种光束配置的获得
  • §3.4 小结和讨论
  • 第四章 全息法制备光子晶体的半空间光束配置
  • §4.1 半空间光束配置的意义
  • §4.2 特定光子晶体结构的半空间配置光束设计
  • §4.3 任意格子光子晶体结构的半空间配置设计
  • §4.4 数值模拟和实验验证
  • §4.4 小结和讨论
  • 第五章 全息法制备双模光子晶体微结构
  • §5.1 双模光子晶体结构的特点
  • §5.2 全息法制备双模光子晶体结构的光束设计
  • §5.3 数值模拟和实验验证
  • §5.4 小结和讨论
  • 第六章 结论,讨论和展望
  • 攻读硕士学位期间发表的工作和获得的奖励
  • 参考文献
  • 致谢
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