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光子晶体自准直效应的特性研究

论文摘要

自准直效应是近年来在光子晶体中发现的新特性。它可以使光束克服衍射发散效应直线传播，而且具有低成本、高集成度的工艺优势，在光互连、光集成等方面具有广阔的应用前景。利用有限时域差分算法和平面波展开法，我们对二维光子晶体自准直效应进行了研究，并设计了基于自准直效应的二维光子晶体偏振分束器和F-P谐振腔激光器。本文的创新工作主要体现在以下两个方面：（一）发展了自准直效应在光子晶体器件中的应用：（二）探讨了非线性效应对自准直光束的作用。文章内容涉及以下几个方面：1．介绍了光子晶体在现代通信系统中的应用以及国内外的研究进展。2．详细介绍了两种数值实验方法：有限时域差分法和平面波展开法。3．讨论了光子晶体中自准直光束在相位分布，能流分布以及光束宽度的特点；其次，发现在光子晶体F-P谐振腔中，自准直光束具有非线性调频等特点。4．设计了基于自准直效应的二维光子晶体偏振分束器，在90nm工作波长范围可以实现45°的偏振分束，分束比可达近20dB。5．设计了基于自准直效应的二维光子晶体Febry-Perot腔激光器，在自准直频率范围可以实现激光的激射，而且在非线性作用下，可以实现非线性调频激光器。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第1章.绪论
  • 1.1 光子晶体简介
  • 1.1.1.光子晶体的概念
  • 1.1.2.光子晶体的特征
  • 1.2 光子晶体的应用意义
  • 1.2.1.光子晶体微腔
  • 1.2.2.光子晶体波导
  • 1.2.3.光子晶体选频器
  • 1.2.4.光子晶体光纤
  • 1.3 光子晶体的理论进展
  • 1.4 本文的主要工作
  • 第2章.光子晶体数值实验方法
  • 2.1.有限时域差分法
  • 2.1.1.麦克斯韦方程组和Yee元胞
  • 2.1.2.直角坐标系中的二维FDTD的差分格式
  • 2.1.3.吸收边界条件
  • 2.1.4.增益的引入
  • 2.2.平面波展开法
  • 2.2.1.光子晶体主方程
  • 2.2.2.本征方程
  • 2.2.3.二维光子晶体的本征值问题
  • 2.2.4.缩放法则
  • 2.3.小结
  • 第3章.光子晶体中的自准直效应
  • 3.1.引言
  • 3.2.自准直效应的特点
  • 3.2.1.自准直光束的传播特点
  • 3.2.2.独特的色散关系
  • 3.2.3.自准直光束的宽度特性
  • 3.3.F-P谐振腔中的自准直效应
  • 3.3.1.谐振腔中的模式分析
  • 3.3.2.F-P谐振腔中的非线性调制
  • 3.3.3.F-P谐振腔中的光束控制
  • 3.4.小结
  • 第4章.基于自准直效应的二维光子晶体偏振分束器
  • 4.1.引言
  • 4.2.基于自准直效应的二维光子晶体偏振分束器的理论设计
  • 4.3.基于自准直效应的二维光子晶体偏振分束器的数值模拟
  • 4.4.小结
  • 第5章.基于自准直效应的二维光子晶体Febry-Perot谐振腔
  • 5.1.引言
  • 5.2.基于自准直效应的光子晶体Febry-Perot谐振腔的理论设计
  • 5.3.基于自准直效应的光子晶体Febry-Perot谐振腔的数值模拟
  • 5.4.小结
  • 第6章.结论
  • 参考文献
  • 发表文章及成果
  • 致谢
  • 个人简历

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/104ca80454bae3a26db1114c.html