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【6h】

基于声光效应的光子晶体传光特性的研究

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光子晶体的出现揭示了一系列新的电磁现象，开辟了新的研究领域，是材料学、光学、电磁学、集成技术交叉研究的人工材料，成为了纳米技术、光信息技术、光电子元件等领域的研究热点。本文以一维光子晶体为研究主体，利用传输矩阵法分析了光子晶体的声光特性。
　　本研究主要内容包括：⑴介绍光子晶体的国内外发展现状，常用于光子晶体的几种研究方法，光子晶体的应用前沿及其发展。运用传输矩阵法对一维光子晶体的传光特性进行推导，得到体系的透射率及反射率。对晶体光学理论中的涉及到的折射率椭球、介电张量等给予推导说明，理论推导声波作用于光子晶体时，光子晶体的折射率变化、光学厚度变化及传输矩阵的系数形式。⑵构建一维异质光子晶体结构（AB）50（BA）50模型，用传输矩阵法分别在479.6~515.2nm，669.4~859.7nm，1477~1608nm得到光子带隙。当超声波作为外加场源作用于此结构光子晶体，基于声光效应，光子晶体的折射率及介质厚度都发生微小变化，进而光子晶体的禁带宽度及位置发生改变。光子晶体的带隙受到受到时间参数的影响，在半个时间周期整数倍的节点处，光子晶体出现光子带隙，当入射声波的振幅发生变化，光子禁带发生变化，且受到时间的调制；然后分析了声波频率对光子带隙的影响，随声波频率的减小，光子禁带向短波方向移动，且光子带隙的宽度减小。⑶掺杂缺陷态的一维异质光子晶体（AB）25AA（BA）25在超声波作用下的传光特性。研究表明：此结构光子晶体可以在1483~1610nm处形成光子带隙，且由于缺陷层的掺杂，在1530nm处出现透射峰，当超声波入射后，透射峰的位置及透射率随时间节点不同呈现两种趋势变化，带隙位置变化仍满足之前所得结论，且声波振幅对透射峰也产生规律性影响。

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