摘  要

    

本文主要讲述了光子晶体的一些独有特性、研究方法、制作方式还有光子晶体的重要应用光子晶体波导的简述及其特点和应用。光子晶体是一种介电函数呈周期性变化的人工材料，有光子禁带和光子局域两种独特的特性，本文讲述了光子晶体现有的比较常见的一些理论研究方法及其优缺点。光子晶体波导是在完整晶体结构中引入缺陷态，使得在缺陷态频率范围内的光被局限在缺陷态内。光子晶体波导较传统波导的优势，使得其能够在通信领域解决现在的瓶颈状态。

目    录

1、绪论 ………………………………………………………………………… 4

1.1、光子晶体的简介 …………………………………………………… 4

1.1.1、光子晶体的概念 …………………………………………… 4

1.1.2、光子晶体的分类 …………………………………………… 4

1.1.3、光子晶体的主要特性 ……………………………………… 5

1.2、光子晶体的制备 …………………………………………………… 6

1.2.1、胶体晶体法 ………………………………………………… 6

1.2.2、精密机械加工法 …………………………………………… 6

1.2.3、层层叠加法 ………………………………………………… 7

1.2.4、激光全息光刻 ……………………………………………… 7

2、光子晶体的理论研究方法 ………………………………………………… 8

2.1、平面波展开法(PMW) …………………………………………………9

2.2、时域有限差分法(FDTD) …………………………………………… 9

3、光子禁带分析 ……………………………………………………………… 9

3.1、晶格结构对光子禁带的影响 ……………………………………… 9

3.2、相对折射率对光子禁带的影响 …………………………………… 10

3.3、介质柱形状对光子禁带的影响 …………………………………… 10

3.4、填充率对光子禁带的影响 ………………………………………… 11

4、光子晶体波导传输特性分析 ……………………………………………… 12

4.1、光子晶体波导的研究及进展 ……………………………………… 12

4.1.1、光子晶体波导的概念 ……………………………………… 12

4.1.2、光子晶体波导的特性 ……………………………………… 12

4.1.3、光子晶体波导的研究进展 ………………………………… 12

4.2、光子晶体波导的传输效率分析 …………………………………… 13

4.2.1、光子晶体波导的直线传输效率分析 ……………………… 13

4.2.2、90°弯曲光子晶体波导传输效率分析 …………………… 13

4.2.3、T 型和Y型光子晶体弯曲波导的传输效率分析 ………… 14

4.3、光子晶体波导的制备方式 ………………………………………… 14

4.3.1、深紫外曝光结合干刻法（DUV）……………………………… 15

4.3.2、电子束曝光结合干刻法（EBL）……………………………… 15

4.3.3、聚焦离子束刻蚀(FIB) …………………………………………15

4.4、光子晶体波导的应用 ……………………………………………… 15

4.4.1、二维光子晶体滤波器 ………………………………………… 15

4.4.2、二维光子晶体波分复用器 …………………………………… 16

4.4.3、二维光子晶体耦合器 ………………………………………… 16

5、总结与展望 ………………………………………………………………… 17

5.1、总结 ………………………………………………………………… 17

5.2、展望 ………………………………………………………………… 17

参考文献 …………………………………………………………………………18

致谢 ………………………………………………………………………………20