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材料吸收光子晶体对TM波能带的影响研究(最终版) 材料吸收光子晶体对TM波能带的影响研究(最终版)

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《材料吸收光子晶体对TM波能带的影响研究(最终版)》修改意见稿

1、“.....反射率的峰值降到了左右,禁带不再明显,失去了禁带的作用。根据以上数据不难发现,随着吸收系数值的增大,禁带会越来越弱,禁带反射逐渐降低,峰值变小,宽度也随之变窄,最后起峰值几乎消失。波吸收能带随吸收系数和频率变化的影响曲线取定氟化镁硫化锌,观察当入射角弧度变化的时候,反射率随吸收系数在,频率在区间的变化情况。现在分别取进行研究。图图第页共页分析上图可知当无吸收时,波在入射角为对应的反射率都为,都出现了级禁带。当增加到时,反射率降低到左右,禁带的顶部不在平整,边缘也越来越模糊。当时,禁带最为明显,边缘变化十分陡峭和明显,并且波峰两边变化趋势样,而当和时,虽然还能看到明显的禁带,但在归化频率在区间内,禁带边缘坡度变缓,几乎看不到变化,当时,反射率变化越来越平缓了,波峰几乎不变。图图图图第页共页当逐渐增大时......”

2、“.....当逐渐增大时,禁带频率的宽度逐渐减小。无论和入射角怎么变化,波峰位置都是在频率的位置。当定时,透射峰随着入射角的增大而增大,禁带反射率随着入射角的增大而增大,频率宽度随入射角的增加而减小。波吸收能带随周期厚度和频率变化的影响曲线取定氟化镁硫化锌,当时观察当吸收系数变化的时候,反射率随周期厚度在,频率在区间的变化情况。现在分别取进行研究。图图激光与光电子进展刘启能杂质吸收对光子晶体缺陷模偏振态的影响半导体光电刘启能维光子晶体禁带宽度对折射率的响应重庆工商大学学报自然科学版邹丽娜,郑永梅,施宏艳,申铉国光子晶体的研究新进展及应用半导体光学龚益玲,许震宇......”

3、“.....第页共页由图上可知,当时,反射率峰值对应反射率为,在频率为区间出现了十分明显的光子禁带,且此时禁带频率的宽度最大。当时,频率在区间反射率峰值对应反射率下降到约为,光子禁带仍然较为明显。当时,频率在区间反射率峰值对应反射率下降到约为,尽管还能看到光子禁带,但已经开始变得模糊。当时,频率在区间的反射率峰值对应反射率下降到约为,光子晶体的禁带已基本消失。由以上分析可得出当逐渐增大时,反射率逐渐降低,波峰越来越低,禁带所对应的反射率也越来越低,到最后禁带几近消失。当不变时......”

4、“.....反射率逐渐减小,对应反射率峰值也越来越低,且禁带频率范围也变得越来越窄。研究结论通过改变入射角和吸收系数,利用软件绘出了维光子晶体波的能带随吸收系数和周期厚度与频率变化的三维立体图,通过对三维立体图的比对分析,得出了吸收系数对维掺杂光子晶体的能带的影响特征如下杂质的消光系数对波的透射峰有显著的影响。吸收系数,即无吸收状态时,透射最为明显,反射率为,出现了级禁带,外形类似长方形,禁带边缘波形较为明显且对称。随着吸收系数值的增大,禁带会越来越弱,禁带反射逐渐降低,峰值变小,宽度也随之变窄,最后起峰值几乎消失。当消光系数增大到时,波峰对应反射率下降,禁带变窄,顶部不在平整,往后禁带逐渐消失。当吸收系数增大时,反射波宽度增大,半宽高逐渐降低。当消光系数定时,透射峰随着入射角的增大向高频方向移动,并且当入射角变化时......”

5、“.....当消光系数不变时,透射率随周期厚度的增加而减小,反射峰值也是随着周期厚度的逐渐增加而减小,禁带逐渐消失。第四章结束语本文通过引入负折射率,利用特征矩阵法推到出波在光子晶体中传播的特征举证,再利用软件对矩阵进行计算,绘出了维光子晶体波的能带随吸收系数和周期厚度变化的三维立体图,通过图形分析材料吸收在吸收系数和周期厚度改变的情况下对维光子晶体影响的规律并进行比较从而得出结论。再分析吸收系数和周期厚度同消光系数与反射率的变化关系,同时结合三维立体图的全貌结构特征,得出了消光系数对其维掺杂光子晶体的禁带和缺陷模的影响规律,最后得出吸收图图第页共页系数对缺陷模以及禁带有着明显的影响,而吸收系数越小的材料,对光在光子晶体中的传播影响也是最小的。所以,在利用维光子晶体制备各种光学器件时,必须要考虑杂质吸光子这重要的因素......”

6、“.....尽量避免杂质吸收光子带来较大的影响。最后,感谢刘启能教授细心的指导我完成关于吸收晶体对波能带影响的研究,同时也感谢那些帮助我的同学。参考文献刘启能光子声子晶体的传输理论第版北京科学出版社,杨旅云,邱建荣光子晶体制备方法最新进展维光子晶体的制备较为困难。第个具有完全光子频率禁带的三维光子晶体是由美国贝尔通讯研究所的创造,它是种由许多面心立方体构成的空间周期性结构,也称为钻石结构。光子晶体的特性及应用光子晶体诞生后,在很短的时间内迅速发展为光学研究的热门。光子晶体最重要最根本的特性便是具有禁带和导带。研究光子晶体的禁带,能控制光的传播状态,抑制自发辐射。对于参杂光子晶体,入缺陷后可以产生光子局域等独特性质。对于研究光子晶体的禁带,首先我们要了解光传播的个基本考察值,即透射率......”

7、“.....为出射光强,为入射光强。即透射率为光经过介质后,出射光强与入射光强之比。如图所示由守恒定律可知反射率为,图第页共页上式中为介质的反射率,为透射率。下图所示为单层介质对于不同波长的光波的透射情况。对维光子晶体的透射率研究我们会得出如下图所示的情况我们定义在光子晶体中,透射率的范围为光子晶体的禁带透射率的范围为光子晶体的导带。由于通常情况下对于光子晶体的应用更倾向于对光的绝对调制,所以本文也着重研究光子晶体的禁带,即光子无法传播的部分。通过对光子晶体的应用,我们可以人为的控制电磁波弹性波的传播,同时可以利用光子晶体的禁带研制抗电磁辐射薄膜。图单层介质的光透射率,,,图维光子晶体透射率第页共页在维光子晶体中,维掺杂光子晶体的特性也较为特殊。其基本结构如图所示在规则的维光子晶体中加入第三种介质......”

8、“.....在保留了维光子晶体的大多性质的同时,会出现个新的特性,即缺陷模。图和图所示的是波和波缺陷模随入射角和入射波长变化的图像。由上图可见,无论对于波还是波,在图像所示的禁带中会突然出现个很尖锐的突起,形成个很窄的导带,图可以更明显的看出,维掺杂晶体出现的缺陷模。图维掺杂光子晶体图波缺陷模随入射角和入射波长变化的立体图图波缺陷模随入射角和入射波长变化的立体图第页共页由以往研究文献资料可知维掺杂光子晶体缺陷模的频率由所掺杂的介质的厚度决定,缺陷模的频率宽度由厚度和介质膜折射率共同决定。光子晶体的全反射隧穿性质维光子晶体的全反射隧穿现象是最近两年发现的新现象。为了弄请维光子晶体的全反射隧穿现象,首先观察光波从硫化锌中射入到氟化镁单界ˆ为光传播方向的单位矢量......”

9、“.....吸收介质中传播的光波是衰减波。但是,由式和式可知在吸收介质中光波满足的方程和对应的解与透明介质中光波满足的方程和对应的解在形式上是完全相同的,只不过是将复波数ˆ代替了波数。因此,在处理吸收介质中光的传播问题时,只需将透明介质对应的公式中的折射率换为复折射率ˆ,波数换为复波数ˆ就可以解决问题了。特征矩阵法的推导第页共页根据薄膜光学理论,我们可以用个的矩阵来表示光在每层介质中的传输特性,这矩阵成为光传播的特征矩阵。对于第层介质,其特征矩阵为式中,是该介质层的光学厚度,是光线在该介质层中与界面法线方向的夹角,为入射光的波长。其中维光子晶体的整体特征矩阵为当光从空气中入射到该光子晶体时......”

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