光子晶體缺陷的特性研究及其器件應用.pdf

1、本論文擬通過理論分析和數(shù)值模擬方法來分析光子晶體(PC)缺陷的性質和應用。
　　首先,我們通過數(shù)值模擬方法觀察線性光子晶體缺陷的透射譜,并且分析了缺陷模的位置隨缺陷尺寸大小的變化規(guī)律,我們發(fā)現(xiàn)通過改變缺陷尺寸的大小,缺陷模的位置可以在禁帶中任意被調節(jié),最后通過耦合模擬論分析了缺陷模的系列特性。
　　其次,我們基于有限時域差分法的泵浦探測技術對非線性光子晶體缺陷的動力學特性展開數(shù)值模擬計算。我們發(fā)現(xiàn),在外界光源的激勵下(在此為

2、連續(xù)波CW),光子晶體的缺陷模將會在其線性狀態(tài)的初始位置和移動的最終位置中間來回和諧的振蕩,缺陷模移動的最終位置取決于入射光源的強度。因此,數(shù)值模擬所觀察到的非線性缺陷模透射譜實際上是透射率在一個振蕩周期內的透射動態(tài)平均值,緊接著我們建立了一個物理模型分析了缺陷模的動態(tài)移動過程,利用物理方法對缺陷模的平均透射率進行求解,發(fā)現(xiàn)所求得的結果與數(shù)值模擬觀察的結果比較吻合,最后我們研究了引入非線性的光子晶體缺陷的非對稱單向透射行為,然后基于所研

3、究的性質構建全光二極管,所設計的全光二極管雖然存在了單向透射行為,但是其透射率不大、對比度不高,如何提高光二極管的對比度成為我們研究的重點。
　　最后,通過有限時域差分的數(shù)值模擬方法,我們研究了由光子晶體非線性缺陷對耦合的PC分子的單向透射行為,研究重點集中于如何提高所制備的光二極管最大透射率和對比度。研究發(fā)現(xiàn),通過有意的微調所組合的PC缺陷原子的缺陷尺寸,使兩缺陷原子諧振腔頻率失配,則該非線性PC分子的透射率和對比度都有明顯的提