含高度色散材料人工微結構的光傳輸效應研究.pdf

1、無論是宇宙空間，還是大氣、海洋，光在自然界中的傳輸特性一直以來都是人們普遍關心的物理現(xiàn)象。而在微觀范疇，光子人工微結構的光傳輸特性則是光物理領域內的又一個基本研究問題，也吸引了人們長久的研究興趣。近年來，從光學微腔到異質結構，從光柵到光波導，從光子晶體(Photonic Crystals)到特異材料(Metamaterials)，人們將注意力放在各種具有特殊光傳輸特性的人工微結構上，實現(xiàn)了許多普通結構所沒有的新功能。其中，光子晶體作為一

2、種由不同折射率材料組成的周期性人工微結構在概念被提出后就引起了人們廣泛的關注。出于應用的實際，人們往往還需要通過改變材料組分的方式來調控人工微結構的光傳輸特性，例如使用金屬/介質復合的結構等。而高度色散材料，由于其具有不同于正常材料的色散變化程度，以及能夠在正常色散與反常色散之間切換的特點，含有高度色散材料的人工微結構被發(fā)現(xiàn)可以實現(xiàn)巨大的場增強以及光的全向場局域等，因此對含有高度色散材料人工微結構的光傳輸特性的研究具有重要的意義。

3、>　　本論文采用傳輸矩陣方法、散射態(tài)方法等研究手段，主要研究了含高度色散材料人工微結構的光傳輸性質。論文的第二章中，我們對人工微結構的研究方法進行了基本的敘述。
　　論文的第三章主要從理論上研究了由高度色散介質和正常材料的電介質組成的一維光子晶體微腔中的反常模式分裂。由于兩種電介質中的傳播相位隨入射角的減小而減小，傳統(tǒng)的全介質光子晶體中的正常分裂模式總是藍移?；诜闯Ｉ⒉牧虾碗娊橘|之間的相位變化補償，可以抵消色散的分裂模式，從而

4、可以實現(xiàn)反常模式分裂。結果表明，反常分裂模式將在對可調諧高品質因數(shù)濾波器，角度無關傳感器，非線性光學裝置等有著重要應用。
　　論文的第四章理論研究了包含有反常色散材料的一維斐波那契準周期光子晶體的光學性質。我們根據(jù)一系列的等式，對摻雜有不同量子點濃度的該反常色散材料中的介電常數(shù)的實部和虛部進行模擬。發(fā)現(xiàn)色散程度隨著量子點摻雜濃度的增加而劇烈。并對其透射譜圖進行研究，發(fā)現(xiàn)與正常材料的一維斐波那契準周期的光子晶體相比，其在原始帶邊衍生