一维光子晶体全反射隧穿光场分布的吸收效应

利用特征矩阵的方法推导出光在一维光子晶体中光场的分布公式, 利用光场的分布公式和材料的复折射率研究了材料吸收对一维光子晶体全反射隧穿光场分布的影响。研究表明: 材料吸收对一维光子晶体全反射隧穿的光场分布会产生明显的影响, 材料吸收会使全反射隧穿光场的峰值发生明显变化。     

一维光子晶体全反射隧穿光场分布的吸收效应

利用特征矩阵的方法推导出光在一维光子晶体中光场的分布公式,利用光场的分布公式和材料的复折射率研究了材料吸收对一维光子晶体全反射隧穿光场分布的影响。研究表明:材料吸收对一维光子晶体全反射隧穿的光场分布会产生明显的影响,材料吸收会使全反射隧穿光场的峰值发生明显变化。     

一维光子晶体全反射隧穿效应中光的场分布

为研究一维光子晶体全反射隧穿效应中光场的分布特征,推导出TE波在一维光子晶体中光场的分布公式,利用这个公式研究了一维光子晶体全反射隧穿现象中光场在光子晶体内部的分布特征。得出在出现全反射隧穿透射峰处,随着光在一维光子晶体内的传播深度的增加其光场分布呈周期性变化,光场不随传播深度的增加而衰减,光场的分布呈现共振的特征。     

光子晶体全反射隧穿效应中偏振光的场分布

利用特征矩阵的方法,推导出TM波和TE波在一维光子晶体中电场的分布公式,利用这些公式研究了一维光子晶体全反射隧穿现象中TE波和TM波的光场在光子晶体内部的分布特征。在出现全反射隧穿峰处,TE波和TM波的光场不会随传播深度的增加而衰减。在没有出现全反射隧穿峰处,TE波和TM波的光场会随深度的增加而迅速衰减为0。这些研究结果从一维光子晶体内部展现了TE波和TM波的光场分布特征,深化了对一维光子晶体全反射隧穿现象形成规律的认识。     

色散对一维光子晶体能带中光场的影响

利用特征矩阵的方法推导出光在一维光子晶体中光场的分布公式,利用光场的分布公式和材料色散公式研究了材料色散对一维光子晶体内部光场分布的影响。研究表明:对于禁带,材料色散对一维光子晶体内部光场的分布不会产生明显影响;对于导带,材料色散对一维光子晶体内部光场的分布会产生明显的影响。这些规律的获得加深了对一维光子晶体性质的认识。     

一维光子晶体缺陷模光场分布的色散效应

利用特征矩阵的方法推导出光在一维掺杂光子晶体中光场的分布公式,利用光场的分布公式和材料的色散公式研究了杂质色散对一维掺杂光子晶体缺陷模和禁带光场分布的影响。研究表明:杂质色散对一维掺杂光子晶体缺陷模的光场的分布会产生明显的影响,杂质色散会使缺陷模的光场的峰值明显降低,会使光场分布的半高宽明显减小。     

无限周期正负折射率光子晶体的全反射隧穿效应

为了研究一维无限周期正负折射率交替结构光子晶体中光的全反射隧穿效应,利用色散法计算了TE波和TM波在大于全反射角入射一维无限周期正负折射率交替结构光子晶体的色散函数。得出了一维无限周期正负折射率交替结构光子晶体中TE波和TM波的全反射隧穿导带的频率随入射角的变化特性、全反射隧穿导带的频率随负折射材料厚度的变化特性。     

一维有限周期光子晶体全反射隧穿的多光束干涉理论

为了解释一维有限周期光子晶体全反射隧穿效应的产生原因,利用多光束干涉理论得出了一维有限周期光子晶体的全反射隧穿导带的透射率公式和频率中心公式,成功地解释了一维有限周期光子晶体的全反射隧穿现象的产生原因。利用透射率公式和频率中心公式研究了全反射隧穿导带随周期数、周期光学厚度以及入射角的变化规律。     

半无限周期光子晶体全反射隧穿机理的干涉诠释

为了解释一维半无限周期光子晶体全反射隧穿效应的产生机理,利用光的干涉理论推导出一维半无限周期光子晶体的全反射隧穿峰的透射率公式和波长公式,成功地解释了一维半无限周期光子晶体的全反射隧穿现象的产生机理。并利用干涉理论和共振理论对一维半无限周期光子晶体全反射隧穿现象的特征进行了比较研究,两者的结论是一致的。     

无限周期光子晶体全反射隧穿效应的色散研究

利用色散法研究了TE波和TM波在大于全反射角入射一维无限周期光子晶体的全反射隧穿特性.结果发现了一维无限周期光子晶体中的全反射隧穿效应.得出了TE波和TM波的全反射隧穿导带随入射角的变化规律,TE波和TM波的全反射隧穿导带随周期光学厚度的变化规律.     

平板光子晶体的全反射遂穿及其偏振特性

为了研究1维平板光子晶体的全反射隧穿效应,采用传输矩阵法进行了TE波和TM波大于全反射角入射1维平板光子晶体时所产生的全反射隧穿效应及其偏振特性的研究。结果表明,TE波和TM波的全反射隧穿峰的频率随平板厚度的增加向低频方向移动;全反射隧穿峰的频率随光子晶体的周期光学厚度的增加而减少。这一结果对认识光子晶体的传输特性是有帮助的。     

1维光子晶体中两种偏振光的场分布

为了研究1维光子晶体中光强的分布,采用特征矩阵法推导出TM波在1维光子晶体中光强的分布公式,进行了TM波和TE波在1维光子晶体中光强分布的理论分析。结果表明,在禁带范围内,随着TM波和TE波在1维光子晶体中传播深度的增加,其光强迅速衰减;在导带范围内,随着TM波和TE波在1维光子晶体中传播深度的增加,其光强不会衰减。这一结果对1维光子晶体中TM波和TE波的禁带和导带的形成的认识是有帮助的。     

Design and fabrication of silicon photonic crystal optical waveguides

We have designed and fabricated waveguides that incorporate two-dimensional (2-D) photonic crystal geometry for lateral confinement of light, and total internal reflection for vertical confinement. Both square and triangular photonic crystal lattices were analyzed. A three-dimensional (3-D) finite-difference time-domain (FDTD) analysis was used to find design parameters of the photonic crystal and to calculate dispersion relations for the guided modes in the waveguide structure. We have developed a new fabrication technique to define these waveguides into silicon-on-insulator material. The waveguides are suspended in air in order to improve confinement in the vertical direction and symmetry properties of the structure. High-resolution fabrication allowed us to include different types of bends and optical cavities within the waveguides.     

1维掺杂光子晶体中光的全反射贯穿特性

为了研究1维掺杂光子晶体中光波的全反射贯穿特性,利用传输矩阵法计算了TE波在大于全反射角入射1维掺杂光子晶体的透射率。结果表明,在透射波中发现了全反射贯穿效应,得出了1维掺杂光子晶体的全反射贯穿效应随入射角、杂质厚度、杂质折射率以及周期数的变化特性。这些特性可以用于设计光子晶体滤波器。