二维光子晶体自准直现象及应用研究
毕业论文关键词：光子晶体，自准直，波分解复用器，弯曲器，分束器
Abstract: photonic crystals is proposed to realize the full angle self-collimation broadband transmission. Thus we designed wave decomposition multiplexer with low insertion loss and high transmission efficiency. And then, we analyzed the influence factors of magnetic photonic crystal band structure. The self-collimation characteristic of magnetic photonic crystal is studied for the first time. Self-collimation virtual waveguide is designed, and can be adjusted through additional magnetic field. Heterojunction composed of magnetic photonic crystal dielectric photonic crystals is proposed to realize the adjustable 90 degree bend and T splitter. Finally, we put forward the bending and splitting being controlled by many magnetic fields method. The layer number of ferrite column can be changed to control direction and energy of the electromagnetic beam propagation. This method avoids the introduction of line structure defect.
Keywords: Photonic crystals, Self-collimation, Wave multiplexer, Bender, Beam splitter
目 录
1 绪论 .. 4
1.1 光子晶体简介 . 4
1.2 光子晶体特性 . 6
1.3 磁性光子晶体 . 8
1.4 本文的主要研究内容及结构安排 .. 10
2 光子晶体理论基础和数值计算方法 .. 11
2.1 光子晶体的波动方程 11
2.2 光子晶体的比例法则与时间反演对称特性 13
2.3 介质光子晶体的平面波展开法 . 13
2.4 磁性光子晶体的平面波展开法 . 17
3 介质光子晶体中的自准直效应及应用 20
3.1 等频曲线与最大准直角 . 21
3.2 二维六边形基元光子晶体的自准直特性及应用 .. 22
3.2.1 二维六边形基元光子晶体的准直特性及其影响因素 .. 22
3.2.2 基于六边形基元光子晶体自准直特性的虚拟波导设计 24
3.3 基于自准直光子晶体的波分解复用器设计 25
3.3.1 波分解复用器的结构与准直特性 25
3.3.2 波分解复用器的性能参数 26
4 磁性光子晶体的特性及应用 .. 28
4.1 磁性光子晶体的带隙特性 .. 28
4.2 磁性光子晶体的准直特性 .. 30
4.3 基于磁性自准直光子晶体的频率可调波导设计 .. 31
5 磁性自准直光子晶体弯曲器和分束器设计 .. 33
5.1 基于光子晶体异质结的弯曲器和分束器设计 . 33
5.1.1 基于光子晶体异质结的频率可调 90 度弯曲器设计 33
5.1.2 基于光子晶体异质结的频率可调 T 型分束器设计 . 35
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