自准直效应的特性及应用研究

摘要自准直效应是光子晶体中异常色散的一种，特定波长的波在光子晶体中传播，可以保持光束宽度始终不变。相较于传统实现自准效应的方法，它对于工艺要求不高，因此被广泛应用在光学集成。本文主要利用数值分析方法分析了二文光子晶体中的自准直效应。本文主要做了以下工作: (1) 介绍了光子晶体的概念以及国内国际对光子晶体研究，特别是自准直效应研究进展。 (2) 简单介绍了分析光子晶体的方法，重点介绍了平面波展开法和有限时域差分法。 22272
(3) 利用软件模拟着重分析等频线来研究二文光子晶体中光束的自准直传输。
关键词光子晶体、自准直效应、二文光子晶体、数值分析方法
Title    Research On Properties and Applications of Self-collimation Effect
Abstract
Properties of the self-collimation effect (SC effect) is one of the unusual
dispersion properties of Photonic Crystals(PCs). The width of light beam
of specific wavelength will not change when it propagates in the PCs. The
SC effect in PCs requires lower processing standards compared with
traditional ways ，so it is widely used in integration of optics .In this
paper ,I analyze the SC effect in 2D PCs with numerical calculations. The
main works are as follows:
(1) This paper introduces the concept of PCs, and domestic and
international research on PCs, especially the development of
research on the collimation effect .
(2) The analysis methods of PCs are introduced, mainly introduced
the plane wave expansion method (PWE)and the finite
difference time domain method (FDTD).
(3) Using software simulation analyzed equi-frequency contours
(EFCs) to study the self-collimation transmission in the 2D PCs .
Keywords    photonic crystals、self-collimation effect、 two-dimensional
photonic crystals、 numerical analysis method 目   次
1 绪论 . 1
1．1 光子晶体概念 . 2
1．2 光子晶体特征 . 3
1．3 光子晶体的新现象 . 4
1．4 光子晶体异常色散特性    5
1．5 光子晶体制备方法 . 8
1．6 本文主要工作 . 8
2 光子晶体的电磁波理论和光学特性 . 9
2．1 平面波展开法 . 9
2．2 有限差分时域法 . 10
2．3 二文光子晶体的光学特性    10
3 光子晶体中的自准直现象    13
3．1 光子晶体中的自准直现象    13
3．2 自准直虚拟波导 . 17
3．3 平板光子晶体 . 25
结论 . 28
致谢 . 29
参考文献 30
1 绪论
过去的半个世纪中，半导体集成电路的发展，推动了信息技术的不断进步，也极
大的提高了人们的生活水平。虽然半导体集成电路的广泛应用在很长一段时间内一直
是推动信息技术进步的动力，但是，它也有明显的缺陷。比如,芯片的尺寸有着经典
理论的限制，无法无限提高芯片的集成度。其他方面的问题也是明显的，电子作为集
成电路的载体，集成度达到一定程度时，电子间的相互影响，对电路的传输性能十分
不利，并引起增大系统能量损耗、降低信息传输速度等很多问题。这对于信息技术的进步十分不利[1,2,3,4]。自准直效应的特性及应用研究:http://www.751com.cn/wuli/lunwen_14832.html