摘要：光子晶体是一种不同折射率的介电材料在空间呈周期性排列构成的晶体结构，其结构具有类似于半导体中电子带隙的“光子带隙”，如同在半导体中引入缺陷来控制电子的传输一样，在光子晶体中引入点缺陷（微腔）和线缺陷（波导）能有效控制光波的传输。光子晶体波导和微腔是构成各种光器件的两个基本元件，由于其具有体积小，易于集成化等优点而得到迅速发展。本文主要使用时域有限差分方法，讨论光子晶体中波导与微腔的耦合，分析了光在光子晶体波导-微腔耦合系统中的传输特性，从而得出波导-微腔的耦合规律及最佳耦合条件。并设计了一个多通道的光子晶体滤波器。

关键词：光子晶体波导； 光子晶体微腔； 时域有限差分(FDTD)法； 耦合； 多通道滤波器

目录

摘要

Abstract

1、绪论-5

1.1、光子晶体概述-5

1.1.1、光子晶体简介-5

1.1.2、光子晶体历史及其意义-5

1.1.3、光子晶体结构-6

1.1.4、光子晶体性质及作用-6

1.1.5、光子晶体发展现状-7

1.2、时域有限差分法概述-7

1.3、关于光子晶体波导微腔耦合的研究目的和基本内容-8

2、时域有限差分法原理及其公式-9

2.1、时域有限差分法原理及其公式-9

3、二维光子晶体波导、微腔的研究-10

3.1、光子晶体介质柱半径及光子晶体晶格常数的确定-10

3.2、光子晶体单个波导透过谱-12

4、二维光子晶体波导与微腔耦合-13

4.1、光子晶体中微腔最佳壁厚-13

4.2、光子晶体中微腔大小对透过谱的影响-15

4.2.1改变微腔宽度对透过谱的影响-15

4.2.2改变微腔高度对透过谱的影响-17

4.3、光子晶体中微腔位置对透过谱的影响-19

4.4、光子晶体中微腔形状对透过谱的影响-21

4.4.1微腔形状为正方形时的透过谱-21

4.4.2微腔形状为椭圆时的透过谱-22

4.4.3微腔形状为圆时的透过谱-24

4.5、光子晶体中微腔折射率对透过谱的影响-26

5、光子晶体滤波器的设计与模拟-27

6、总结-31

7、参考文献-32

8、致谢-33