二維光子晶體禁帶特性及其光譜調(diào)控研究.pdf

1、光子晶體是一種近年來被廣泛研究的新興光學材料，它已成為世界范圍內(nèi)諸多學科的研究熱點，尤其是在電子計算機和光通信科學領域更具有無與倫比的魅力。作者在總結前人工作的基礎上，結合電磁學、光學、固體物理理論，對光子晶體的禁帶及光譜調(diào)控特性進行了細致的研究。
　　本文基于固體能帶理論與平面波展開算法(PWE)計算了二維光子晶體兩種晶格結構——正方晶格圓柱結構和三角晶格圓柱結構的禁帶分布情況。從電磁學的角度出發(fā)，由時域有限差分法(FDTD)分

2、析了電磁波穿越二維電介質(zhì)圓柱的場量變化，計算了電磁波在介電常數(shù)隨空間位置變化的電介質(zhì)中的傳播特性，進一步討論了光子晶體在光學波導及太陽能熱光伏領域(TPV)中的應用。
　　1.運用時域有限差分法(FDTD)計算了正方晶格光子晶體平板波導特性，考察了波導寬度對通頻帶上限波長和傳輸能量譜的影響，同時分析了光子晶體彎折波導和Y型波導的場量變化與能量傳輸特性，并提出一種光子晶體波導的應用設想。
　　2.基于光子禁帶(PBG)材料的帶

3、隙結構隨介電常數(shù)和結構參數(shù)的變化特征，介紹了二維光子晶體結構的設計方法，設計出一種三角晶格空氣柱孔結構的砷化鎵光子晶體薄膜，并分析了不同損耗媒質(zhì)對其光譜傳輸特性的影響。
　　3.研究了金屬鎢與金屬銀兩種光子晶體多層薄膜結構的熱光伏輻射器的光譜輻射特性，以及(1/2LH1/2L)n和(LH)n結構Si/SiO2多層薄膜結構的熱光伏濾光器的光譜調(diào)控規(guī)律。分析了光子晶體輻射器與濾光器對TPV系統(tǒng)光譜效率的影響程度。計算結果表明借助光子晶