掺杂缺陷的—维异质双周期光子晶体在外部应力、磁场作用下缺陷模的特性研究

【摘要】本论文采用传输矩阵的方法研究了以下三个方面的内容：1、研究了掺杂缺陷的一维异质双周期光子晶体缺陷模的特性，包括光子晶体缺陷模随缺陷层位置、缺陷层光学厚度、缺陷层折射率、缺陷层的层数的变化规律。研究表明：此光子晶体可以在1180nm-1480nm处形成较宽的光子禁带，并且由于缺陷层的参杂，在中心波长1310nm处产生一个缺陷模，由此可以用作光纤的纤芯材料，同样也可以用来制作滤波器。2、在考虑材料吸收的情况下研究掺杂缺陷的一维异质双周期光子晶体在应力作用下缺陷模的特性。研究表明：当在轴向方向上对光子晶体施加外应力时，光子晶体缺陷模将向波长小的方向移动，并且应力越大向波长小的方向移动距离越大；缺陷模透射峰的峰值大小和半高宽保持不变，即与外应力的变化无关；当消光系数增大或者有效弹光系数增大时，介观压光系数的绝对值都将会减小，即缺陷模透射率对应力的变化越来越不敏感。这在一个方面为高灵敏应力传感器的设计提供了理论上的参考。3、研究了掺杂缺陷的一维异质双周期光子晶体在外磁场作用下缺陷模的特性。首先研究磁光半导体层的介电常数（折射率）随外磁场的变化规律，进而利用传输矩阵法研究该结构缺陷模的透射率随外磁场的变化规律。研究结果表明：在选取合适的材料参数和结构参数条件下，可实现缺陷模透射率与磁场的相关性，获得受磁场调控的缺陷模透射率，从而该结构可以应用于窄带滤波器的磁控开关。作为一种全新的材料，一种可以实现人们控制光子的材料，对光子晶体的光学特性、结构设计理论的研究有非常重要的意义，这直接影响到未来光子晶体的应用。相信对光子晶体的研究必将成为一个重要研究课题。
【作者】牛永宾；
【导师】许丽萍；
【作者基本信息】中北大学，凝聚态物理，2014，硕士
【关键词】光子晶体；缺陷模；介观压光效应；外磁场；

【参考文献】
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