磁介质光子晶体特性研究
光子晶体中光子禁带和局域性是其最重要的特性,由磁介质和电介质结合形成的磁介质光子晶体既具有光子晶体特性,又具有磁性材料的磁光效应,可以用来制作光隔离器、调制器、光开关等光学器件。本论文利用传输矩阵法对镜像对称一维光子晶体的特征、一维磁介质光子晶体的光传输特性和法拉第效应进行了研究,发现结构设计对光学传输特征以及法拉第效应有明显的影响。
首先,研究了镜像对称一维光子晶体的光学特性。在镜像对称位置引入缺陷,当固定缺陷位置,逐渐增加其光学厚度时,带隙中始终存在两个缺陷模,且缺陷模的位置随厚度的增加向长波方向移动;当光学厚度相同,缺陷位置逐渐远离对称轴时,缺陷模由原来的两个减为一个。当改变折射率时,缺陷模变化的规律与厚度变化时相同。
其次,研究了一维磁介质光子晶体的传输特性和法拉第效应。我们设计了多种磁光介质光子晶体结构,如含有单层、双层、多层磁介质等情况。通过改变其重复的层数,发现法拉第旋转角与层数之间存在很强的依赖关系,随着层数的增加,法拉第旋转角增大,但透射率降低。几种结构中法拉第旋转角达到的最大值是44.7°。
最后,研究了入射角对法拉第旋转角的影响,得到入射角的改变不会影响透射峰值和对应的法拉第旋转角,只是改变透射谱和对应的法拉第旋转角产生的波长位置。
光子晶体;磁介质;传输矩阵法;法拉第效应;结构设计;光学传输特征
北京化工大学
硕士
凝聚态物理
冯志芳
2011
中文
O734;TM276
71
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）