光子晶体能带与慢光波导特性研究 (2).pdf

特性的研究光子晶体能带与慢光波导湖南大学博士学位论文学校代号:学号:密级:
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刷醛辄洲作者签名:砖幻§作者签名:立歹乡修日期:如哆年多月矽日日期:咖夕年/月湖南大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书日期:嗄月幺本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C芡拧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭日
摘要和传输方面,现有的通信网络日渐暴露出它的瓶颈现象。这一瓶颈问题的解决自随着光通信技术的迅猛发展,无论在信号的收集和存储上还是对信号的处理然对光通信器件的性能提出了更高的要求,它必须借助集成度高、可控性强的光通信器件取代现行的光电子元件。自从光子晶体的概念被提出以后,无论是光子晶体的理论研究还是应用研究都开展得轰轰烈烈。人们利用光子晶体的基本性质致力于光通信方面的研究获得了长足进步,例如光子晶体光纤、光子晶体偏振器、光子晶体激光器等等。基于光子晶体慢光波导在未来全光网络中广阔的应用前景,比如脉冲延迟与缓存、可调慢光的延迟、动态光脉冲存储等等,这些技术可用于信号延时、数据缓存与交换等环节上,因此,自从光子晶体慢光波导的概念被提出以后,在光纤通信领域中它已经成为国际上一个研究热点。本文主要就光子晶体带隙和慢光特性进行了研究,设计了具有更大可调的绝对带隙的光子晶体结构和具有更优化的慢光性能的光子晶体慢光波导,此外,还研究了基于液晶可控型光子晶体波导的慢光性能,初步分析了光子晶体慢光波导在全光网络中的应用。全文内容安排如下:第拢紫燃虻サ鼗毓肆斯庾泳宓母拍睢⒎掷嗪妥罨镜男灾剩诖嘶础上,预测了光子晶体在未来通信网络中的应用前景,其次综述了国内外光子晶体慢光波导研究现状与最新进展;叙述了本课题研究的目的和研究内容。第拢樯芰四壳安獾闹饕J笛榉椒ɑ蛲揪兑约八歉髯缘挠湃钡悖其次详细介绍了光子晶体慢光波导的最基本的数值方法:平面波展开法,以及由于该方法的局限性而提出的其他方法,比如时域有限差分法、传输矩阵法、散射矩阵法等。第拢谄矫娌ㄕ箍7ǎ紫妊芯苛私孛嫖T残蔚牧街只窘峁沟墓庾晶体的能带结构。接着提出了一种截面为星月型的新结构,通过改变原胞的分布角,详细地研究了该结构的带隙对分布角的依赖关系。第拢悸堑焦庾泳迥艽舨迷谏杓乒庾泳迓獠ǖ贾械闹匾W饔茫首先研究了镜像对称的星月型的二维光子晶体波导的慢光性能,通过优化分布角,实现能带剪裁,从而实现最佳慢光性能的光子晶体慢光波导;然后阐述了晶体的对称性在实现慢光中的作用。第拢尤毕萦呕慕嵌瘸龇ⅲ途迪穸猿菩凸庾泳迓獠ǖ级裕究了第一排和第二排的空气孔的偏角对慢光性能的影响;其次,通过耦合模理论,定性地阐述了空气孔的偏角在光子晶体慢光波导中的优化作用。光子晶体能带与慢光波导特性的研究
第拢涌煽匦缘慕嵌瘸龇ⅲ芯苛嘶谙蛄邢郆液晶光子晶体的慢光性能,数值模拟中,我们以温度做为控制参数,研究了慢光性能的主要指标对温度的依赖性质。关键词:光子晶体;慢光缓存;线缺陷;波导;群指数;带宽;群速度色散。博士学位论文
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