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一维光子晶体量子阱结构及其共振透射谱研究 摘要 光子晶体是一种介电常数按周期性排列的人工微结构材料。它的最基本特性是具有 光子禁带，频率落在禁带中的光被禁止传播。将具有不同光子禁带的光子晶体组合在一 起即可构成光子晶体量子阱结构，当光量子阱结构的阱层光子晶体能带处于垒层光子晶 体禁带中时，可形成局域的光子态，局域光子态的新异物理特性可能成为光通信领域中 的新材料，因此具有较高的理论价值和广泛的应用前景。基于此，本文作了如下研究： 1 计算模拟维光子晶体( a b ) 5 ( c d ) n ( a b ) 5 模型、( a b ) 5 ( c d ) n ( b a ) 5 模型和( a b ) m ( c d ) n ( a b ) m ( c d ) n 模型所形成的光量子阱结构及其共振透射 谱，发现它们可分别实现单系多通道滤波、双系多通道滤波、三系多通道滤波、奇数通 道滤波及连续谱多通道滤波等功能。 2 在双正介质和含双负介质情况下，计算模拟一维光子晶体( a b ) m ( b a c a b ) n ( b a ) m 模型所构成的光量子阱结构及其共振透射谱，发现在双正介质情况下可实现 多通道窄带滤波，而在含双负介质情况下可实现多通道宽带滤波等功能。 3 在实介电常数和含复介电常数情况下，计算模一维光子晶体( a b c b a ) n 模型 的透射能带谱，发现其在实介电常数时可实现可调多通道光滤波功能，在含有复介质负 虚部时可实现单通道滤波功能，且m 为奇数时出现恒定的透射衰减现象，m 为偶数时 出现透射增益现象，实现光放大功能，并且在m = 1 8 时增益达到最强。 通过本论文的研究，对一维光子晶体量子阱结构及其共振透射规律有比较深入的理 解，并对光子晶体理论设计和实际应用具有重要指导意义。 关键词：光子晶体光量子阱传输矩阵法共振透射 s t u d yo nt h es t u c t u r ea n dr e s o n a n c et r a n s m i s s i o n s p e c t r ao fo n e d i m e n s i o n a lp h o t o n i c c r y s t a lq u a n t u mw e l l a b s t r a c t p h o t o n i cc r y s t a li sa na r t i f i c i a lm i c r o s t r u c t u r em a t e r i a li nw h i c hd i e l e c t r i cc o n s t a n t r a n g e sp e r i o d i c a l l y t h eb a s i cf e a t u r eo fi ti st h a ti th a sp h o t o n i cb a n dg a p s t h ep h o t o n i c s w i t ht h ef r e q u e n c y i e sc o m p l e t e l yi n s i d et h eg a p sa l ef o r b i d d e nt ot r a n s m i tp h o t o n i cc r y s t a l q u a n t u mw e l li sf o r m e db yc o m b i n i n gp h o t o n i cc r y s t a l so fd i f f e r e n tp h o t o n i cb a n dg a p s a s t h ew e l ll a y e rp h o t o n i cc r y s t a lb a n do fp h o t o n i cq u a n t m n w e l ls t r u c t u r ei si n s i d et h eb a r r i e r l a y e ro fp h o t o n i cb a n dg a p s ，al o c a lp h o t o n i cs t a t ei sf o r m e d t h en e wa n dd i f f e r e n tp h y s i c a l f e a t u r eo ft h el o c a lp h o t o n i cs t a t em a k e si tap o s s i b i l i t yt ob ean e wm a t e r i a li nt h ef i e l do f o p t i c a lc o m m u n i c a t i o n , s u c hh a v i n gah i g hv a l u ei nt h e o r ya n dag r e a tp r o s p e c ti na p p l i c a t i o n t h ef o l l o w i n gr e s e a r c ho ft h et h e s i si ss or e s u l t e di n 1 c a l c u l a t e da n ds i m u l a t e dt h es t u c t u r ea n dr e s o n a n c et r a n s m i s s i o ns p e c t r a sf o r m e db y ( a b ) 5 ( c d ) n ( a b ) 5 ，( a b ) 5 ( c d ) n ( b a ) 5 ，a n d ( a b ) m ( c d ) n ( a b ) m ( c d ) no fo n e - d i m e n s i o n a lp h o t o n i cc r y s t a l ，a n df o u n dt h a t t l l e vh a df u n c t i o n so fs i n g l e m u l t i - c h a n n e lf i l t e r s ，d o u b l em u l t i c h a n n e lf i l t e r s ，t r i a n g l em u l t i c h a n n e lf i l t e r s ，o d dc h a n n e l f i l t e r s a n de v e nc h a n n e lf i l t e r sr e s p e c t i v e l y 2 c a l c u l a t e da n ds i m u l a t e dt h es t r u c t u r ea n dt r a n s m i s s i o ns p e c t r ao fo n e d i m e n s i o n a l p h o t o n i cc r y s t a l ( a b ) m ( b a c a b ) 。( b a ) mu n d e rb c t hd o u b l ep o s i t i v em e d i u ma n dd o u b l e n e g a t i v em e d i u m ，a n df o u n dt h a tu n d e rd o u b l ep o s i t i v em e d i u m ，i th a df u n c t i o n so f m u l t i c h a n n e ln a r r o wb a n df i l t e r s ，w h i l eu n d e rd o u b l en e g a t i v em e d i u m i th a df u n c t i o n so f m u l t i c h a n n e 】w i d eb a n df i l t e r s 3 c a l c u l a t e da n ds i m u l a t e dt r a n s m i s s i o nb a n ds p e c t r ao fo n e d i m e n s i o n a lp h o t o n i c c r y s t a l ( a b c b a ) nu n d e rr e a ld i e l e c t r i cc o n s t a n ta n dc o m p l e xd i e l e c t r i cc o n s t a n t a n df o u n d t l a tu n d e rr e a ld i e l e c t r i cc o n s t a n t ，i th a df u n c t i o n so fa d j u s t a b l em u l t i p l ef i l t e r s ；w h i l ei nt h e n e g a t i v ei m a g i n a r yp a r to fc o m p l e xm e d i u m ，i th a df u n c t i o n so fs i n g l e c h a n n e lo p t i c a lf i l t e r s a n di f t h en u m b e rmi so d d ，t h er a t eo f t r a n s m i s s i o ni sd o w n ；i f t h en u m b e rmi se v e n t h er a t e i su p ，i th a sf u n c t i o n so f o p t i c a la m p l i f i e r s ，a n dt h eh i g h e s tr a t er e a c h e sw h e nm = l8 t h er e s e a r c hh e r eh e l p st or e a c har e l a t i v e l yt h o r o u g hu n d e r s t a n d i n go ft h el a wo ft h e s t u c t u r ea n dr e s o n a n c et r a n s m i s s i o ns p e c t r ao fo n e - d i m e n s i o n a lp h o t o n i cc r y s t a lq u a n t u m w e l l ，a n do f f e r sa ni m p o r t a n tt h e o r e t i c a la n da p p l y i n gg u i d a n c ef o rp h o t o n i cc r y s t a ld e s i g n k e yw o r d s ： p h o t o n i cc r y s t a l ；p h o t o n i cq u a n t u mw e l l ；t r a n s f e rm a t r i xm e t h o d ；r e s o n a n c et r a n s m i s s i o n i i 广西大学学位论文原创性声明和学位论文使用授权说明 学位论文原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相 关知识产权属广西大学所有。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究 成果，也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮 助的个人和集体，均已在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名： 辱委 2 0 0 9 年0 4 月j o 日 学位论文使用授权说明 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容； 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择 发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 论文作者签名：磊主 翩勰高拨枷月，日 一维光子晶体量子阱鲤两匀及其共振透鑫n 普研究 1 1光子晶体的研究现状 第一章绪论 新材料的出现和发展是人类科技进步的标志。目前的半导体工业遇到了难以逾越的 极限尺寸问题。人们希望能用光子来取代电子作为信息的载体，进一步推动人类科技的 发展。光子相对于电子来说有许多优势n ，。首先，光的传输速度快。其次，光子可搭载 的数据量比电子要多得多。再次，光子材料的带宽远大于金属。最重要是光子没有强的 相互作用，这可使传播的能量损耗大大降低。实现由光子代替电子传递信息，信息的传 输速度将提高5 个量级。目前信息的输入和输出光纤依靠的还是传统的电子器件，这就 大大的限制了传输效率。全光器件可大幅度提高的传输带宽和响应速率同时却对光学材 料提出了更高的要求，而光子晶体的出现可能解决这一问题。因为光子晶体的禁带特性， 可实现控制光的愿望。上世纪9 0 年代提出光子晶体概念心叫以来，对信息技术的发展提 供了新的发展方向和动力h 1 。以光子晶体为基础的新型人工光学微结构材料具有传统的 光学材料所没有的性能，成为现代光学基础研究和应用研究领域的热门课题瞄1 。光子晶 体在理论、实验及应用等方面得到了全方位深入研究，取得了异常迅猛的发展，特别是 这一领域近年来发表的论文数量呈现出几何级数的增长。1 9 9 9 年底，光子晶体的研究还 被科学杂志评选为年度十大重大科学进展的领域之一，2 0 0 6 年底，科学杂志的 编辑们预测了2 0 0 7 年六大热点科学领域，光子晶体又成为其中之一。 而将具有不同光子禁带的光子晶体组合在一起即可构成光子晶体量子阱结构，在光 子量子阱结构中可形成局域的光子态哺吲，局域光子态的新异物理特性可能成为光通信领 域中的新材料，因此具有较高的理论价值和广泛的应用前景。光子晶体量子阱结构已成 为近几年来的研究热点之一，可谓是方兴未艾，并且取得了不少成果。但对于对称光子 晶体量子阱结构、含负介质光量子阱、含复介电常量光量子阱等的研究文献还很少见到， 而由于结构和所含介质的特殊性等，使得这些量子阱结构呈现出一些区别于一般结构光 子晶体的新异物理现象，这些特性对光子晶体的理论设计和实际应用都具有重要指导意 义，因此也成为本文研究的重点。 1 2 光子晶体简介 光子晶体的概念是由y a b l o n v i t c h 和j o h n 在1 9 8 7 年各自独立提出的瞻。3 1 ，它是根据 传统的晶体概念类比而来的。众所周知，电子在周期性势场中传播时，由于电子波受到 周期性势场的布拉格散射，会形成能带结构，带与带之间存在带隙训。电子波的能量若 是落在带隙中，传播会被禁止。y a b l o n v i t c h 和j o h n 由此想到，将介电常数不同的介质 材料在空间周期性排列形成的结构将改变在中传播的光的性质，由于介电常数存在空间 上的周期性，所以它对光的折率同样有周期性分布，在其中传播的光波色散曲线也会形 成带状能带结，即光子能带( p h o t o n i cb a n d s ) ，光子能带之间可能出现带隙，光子带 一堆光于晶体量子阱结柠a 其共摔j t 射带研究 隙也叫光子禁带( p h o t o n i cb a n dg a p 简称p b g ) 。频率处在光子带隙内的电磁波不能够 在介质排列的周期性方向上透过光子晶体，因此光子晶体也被称为光子半导体。具 有光子带隙的周期性介电结构叫做光于晶体( p h o t o n i cc r y s t a l s ) 。由于光子晶体中光 子带隙的存在，产生了许多崭新的物理性质，也带来了广阔的应用前景，开辟了光子晶 体研究与应用的崭新领域，为人们实现像控制电子流动一样控制光子传播提供了有效的 方法。 可见，光子晶体不是简单的晶体而是按照晶体的对称性制各的人工周期性复台而 成。自然界中也存在光子晶体，如的一些特殊的蛋白石、蝴蝶翅膀上的粉和深海老鼠毛 等。而实验中所用的光子晶体都尾人工设计出来的。 根据组成光子晶体的介质排列方式的不同，将光子晶体分为一维光子晶体、二维光 子晶体和三维光子晶体，分别如图l1 所示。介电常数在空间一个方向上具有周期性结 构的光子晶体称为一维光子晶体。二维光子晶体是指介质在两个方向上具有周期性结构 而在第三个方向上是均匀的。介电常数在三个方阳上都具有周期性结构的光予晶体则称 为三维光子晶体。相对而言，二维光子晶体和三维光子晶体结构比较复杂，设计和加工 的难度也比较大，一维光子晶体在结构上最为简单，易于制各，且由于只在一个方向上 具有周期性结构，一维光子晶体的光子带隙只可能出现在这个方向上。但j ( ，a n n o p o u l o s 和他的同事从理论和实验上指出一维光子晶体也可能具有全方位的三维带隙结构”，冈 而用一维光子晶体材料可能出由二维、三维光子晶体制作的器件。 移回衙 俑瀚 a ) 维光t 品仆 f i g1 g p a t i a l 1 3 光子晶体的特性及应用 ( b ) 一维光了晶体 ( c ) = 镕光r * 光t 品体$ m 结构示意圈 由于光予晶体具有的独特光学传输特性，能够控制光在其中的传播，所以它的应用 十分广泛，可以制作全新原理或以前所币能制作的高性能光电子学器件”1 。如表i 一1 所列的光子晶体主要特性及部分应用。 广西大学硕士掌位论文一维光子晶体壹e 阱篾_ 音留及其共赉u 庭射谱研究 表1 - 1 光子晶体特性及应用 特性 基本原理应用 光 光子晶体的最根本特征是具有光子禁带，即 利用禁带频率范 子 在一频率范围内的电磁波，是无法在光子晶体中 围的光子被会反射、损 禁 传播的。光子禁带依赖于光子晶体的结构和介电 耗极低的特性制造高 常数的配比，当两介质的介电常数的比越大，光 品质光子晶体全反射 带镜和光子晶体微波天 子晶体的越容易出现带隙且禁带越大。 线。 利用光子晶体的 光 在光子晶体中引入某种程度的缺陷，会在光宽禁带特性和光子局 子 子带隙中引入新的电磁波模式，与缺陷态频率吻域特性，可制作宽阻带 局 合的光子有可能被局域在缺陷位置，一旦其偏离滤波器；利用缺陷模特 缺陷处，光将迅速衰减，光子局域的形状和特性性可制作高品质超窄 域 由缺陷的属性来决定。带滤波，光子晶体波导 和光纤。 抑将自发辐射原子放在光子晶体中，而其自发利用光子晶体对 制辐射频率刚好落在带隙中时，自发辐射的几率为原子自发辐射的控制， 自零，即抑制了自发辐射。反之若在光子晶体中加还可以制作无阈值的 发入杂质，光子带隙中会出现高品质的缺陷态，具激光器、光子晶体激光 辐有很高的态密度，这样就可以增强自发辐射。二级管、光放大器和光 射开关等。 偏 阵一维、二维光子晶体对入射电场方向不同的制作光子晶体偏 特t e 、t m 偏阵模式的光具有不同的带隙结构。 片。 性 1 4 光子晶体量子阱 半导体量子阱的概念由e s a k i 和t s u 在1 9 7 0 年提出梨驯，电子在半导体子阱结构中 表现出许多有趣而新颖的现象，利用量子阱结构可以“裁剪”半导体中电子能带的特性， 许多基于量子阱结构的新器件被制造出来，在当代科学技术领域中发挥着重要的作用弘j 。 类似于半导体中的量子阱结构，将具有不同光子带隙的光子晶体组合在一起即可形成光 子晶体量子阱【6 - 9 , 3 4 | ，这种光子晶体量子阱结构可以是一维，二维或是三维的。人们已经 对这种光子晶体量子阱的结构有了一定的研究，并发现了一维【7 8 j ，二维【6 】和三维【9 】光子 晶体量子阱结构中的量子态。这些量子态由于共振隧穿而具有较高的透射率。 光子晶体量子阱结构包括光子势垒和光子势阱两部分。常见的有光子晶体量子阱结 构垒层是由2 块相同的光子晶体组成，中间阱层是均匀的介电材料【9 , 3 4 j ；另外一种是光 量子阱结构的垒层是由2 块相同的光子晶体组成，阱层与垒层的光子晶体晶格结构和晶 格常数相同但材料不同 8 , 3 5 - 3 6 j 。当组成光量子阱结构的中间阱层光子晶体能带处于两侧 垒层光子晶体禁带中时，可形成局域的光子态，根据这些局域光子态的具体情况可以用 广西大掌萄旺b 掌位论文 一维光子晶体量子阱结构及其共振透射谱研究 来设计光滤波、光开关或是光波r 导等 8 , 3 6 - 4 0 。可见，光子晶体量子阱和半导体量子阱类 似，也将有很多应用潜力。相比之下，光子晶体量子阱不仅具备一般光子晶体的特性， 且还具有一般光子晶体所不具有的新异特性，具体如表1 2 所示。 与一般光子晶体相比，具备的新异特性可能应用 l 、由于光量子阱结构是由两块不同光子禁带的光 子晶体组合而成的，因此，相比一般光子晶体，更加容 易实现宽大的禁带； 一般 2 、量子阱结构频率处形成局域光子态，并产生量 可用于设计高 光量 子化效应，光子以共振隧穿方式通过，则具有较高的透 品质全反射镜，宽 子阱 射率； 带、超窄带光滤波 3 、光量子阱的共振透射模数目和位置通过阱层光 器，光开关，光波 结构导以及光放大器等 子晶体的重复周期数调节和控制，相比通过改变缺陷数 目和位置来调节缺陷模状态更加容易实现； 等。 4 、可以通过改变阱层光子晶体的周期数来改变共 振透射峰的品质因子等等。 由于光量子阱结构对称分布于某频率处，尤其是在 对称镜像对称的情况下出现两个子量子阱合并成一个大量 可用于设计单 光量子阱结构的现象，则量子阱结构的透射能带谱会呈现一系、双系甚至三系 子阱些新异的现象，如其共振透射峰对称分布于对称频率中多通道、奇数通道 结构心两侧，镜像对称情况下还出现两套透射谱分居于对称滤波器。 频率中心两侧，对称频率中心恒定出现透射峰等。 含负由于负材料中传播的电磁波的电矢量、磁矢量和波 可用于设计超 介质 矢构成左手螺旋关系的特殊性，当光量子阱结构里含负 宽带滤波器、宽带 光量介质时，也会呈现新的物理现象，如当含双负介质时， 或窄带光学滤波 子阱量子阱的禁带和导带都会展宽，同时其透射峰对负材料 器、光开关等。 结构的折射率大小变化极为敏感等。 含复单通道光滤波 介质 当光子晶体量子阱中掺入激活杂质( 复介电常量介 器、多通道光滤波 光量 质) 时，可增加相应频率光子的态密度，对应频率处的 子阱 受激辐射将得到增强，从而光量子阱透射能带谱中出现 器、光放大器、激 透射增益放大现象。 光二极管和激光器 结构 等。 1 5 光子晶体的研究方法 光子在光子晶体中的传播，其本质就是电磁波在混合介质中的传播。当给定光子晶 体的结构和确定相应的边界条件后，就可以利用m a x w e l l 方程组求得电磁波在介质中的 传播特性。光子晶体的理论研究从9 0 年代初发展到现在己经取得了令人瞩目的进展， 它为光子晶体的制作、实验以及应用提供了坚实的理论基础。现在常用的比较成熟的方 4 广西大学硕士学位论文 一维光子晶体量子阱结构及其共振透射谱研究 法主要是平面波展开法【4 1 4 2 1 、时域有限差分法【4 3 - 4 4 、n 阶( o r d e rnm e t h o d ) ) 法【4 5 】和转 移矩阵法【4 6 4 8 1 等。这些方法各具特点如表l 一3 所示，计算时根据实际需要进行选取。根 据本文的研究内容，选用传输矩阵法，该方法的详细推导见第二章。 表1 - 3 光子晶体研究方法 t a b l e1 - 3r e s e a r c hm e t h o d so fp h o t o n i cc r y s t a l 研究 方法 基本原理特点及适用缺点 当结构复杂且有 应用结构的周期性，将 方法非常直观，编缺陷时平面波数量太 平面m a x w e l l 方程从实空间变换程也非常简单，甚至还多使计算量大无法完 波展到离散f o u r i e r 空间，将能带可以得出近似的解析成。在介电常数随频 开法计算简化成代数本征问题的解。可以求解光子能率变化的情况下，由 求解得到本征频率。 带。于没有确定的本征方 程形式而无法求解。 时域 将一个晶格原胞分成许方法简单直观容缺点是该法没有 有限 多网状小格，列出网格上每个易编程，且可大大减少考虑晶格的具体形 差分 结点的有限差分方程，利用计算量节省计算机内状，在遇到特殊形状 边界条件，将麦克斯韦方程组存。原则上能处理任意晶格的光子晶体时， 法 化成矩阵形式的特征方程。结构的光子晶体。难以精确求解。 通过傅里叶变换将麦克 原方程通过系列 缺点是在处理 n 斯韦方程组变换到倒格子空 离散的格点间的关系 阶 间，用差分形式简化方程组， 来描述，计算量大大降 a n d e s r o n 局域和光子 然后再作傅里叶变换回到实 低，只与组成系统的独 禁带中的缺陷态等问 法立分量的数目n 成正 题时，计算量剧增， 空间，得到一组被简化了的时 这种情况下传输矩阵 间域有限差分方程。 比。可求解系统的能带 结构。 法比较方便。 将实空间或倒格子空间传输矩阵小，矩阵 分割成许多薄层，认为层内的元少，运算量小，计算缺点是计算二维、三 传介电常数和磁导率不变，每一精度高。可用于研究光维光子晶体的透射 输薄层两边的电磁场可以通过子晶体的光学透射率、率、色散关系时，计 矩一个矩阵形式进行转换，由矩反射率和色散关系等。算工作量会大大增 阵阵的乘法得到整个晶体空间特别是对于一维光子加，且在求解电磁场， 法的传输矩阵，从而将麦克斯韦晶体，可以由其基本周的分布较为麻烦，效 方程组化成传输矩阵形式，变期的特征函数写出传率不是很高。 成本征值求解问题。输矩阵的解析表达式。 1 6 本论文研究的主要内容 从实用角度考虑，三维光子晶体的完全带隙具有重要的价值，但制造完全带隙的三 维光子晶体仍然存在一定困难，主要在于寻找适宜的材料和研究结构的加工工艺。三维 光子晶体的实际应用还存在一较长的时问。而j o a n n o p o u l o s 和他的同事们从理论和实验 广西大掌硕士掌位论文 一维光子晶喇z - - 1 - 子阱结构及其共拥| 迸射谱研究 上指出，一维光子晶体具有全方向的三维带隙结构，因而用一维光子晶体材料可能制备 二、三维光子晶体材料制备的器件。这举为光子晶体能带结构材料的制备和应用开创了 新的途径。所以一维光子晶体的研究不仅具有理论价值，更具有广泛的应用前景。为此， 我们针对一维光子晶体及其应用进行了研究。本论文的主要工作可概括如下： 1 总结简述了光子晶体的概念、特性、理论研究方法、应用等。 2 从光学电磁理论角度简述了光在光子晶体中传播的规律，并对一维光子晶体的 传输矩阵进行简单的推导。 3 利用传输矩阵方法通过m a t l a b 软件编程计算模拟一维光子晶体( a b ) 5 ( c d ) n ( a b ) 5 模型和镜像对称一维光子晶体( a b ) 5 ( c d ) n ( b a ) 5 模型的色散关系、能 带结构，以及该模型所形成的量子阱结构及其共振透射谱等，并分析其影响因素和量子 效应机理等。 4 利用传输矩阵方法计算模拟嵌套式一维光子晶体( a b ) m ( c d ) 1 1 ( a b ) m ( c d ) n 模型的色散关系、能带结构，以及该模型所形成的量子阱结构及其共振透射谱等，并 分析其影响因素和量子效应机理等。 5 利用传输矩阵方法计算模拟一维光子晶体( a b ) m ( b a c a b ) n ( b a ) m 模型的能带结构 及该模型所形成的量子阱结构及其共振透射谱等，并对比分析其双正介质和含双负介质 两种情况下的异同，影响因素和量子效应机理等。 6 利用传输矩阵方法计算模拟一维光子晶体( a b c b a ) n 模型，分别在实介电常 数和含复介电常数情况下的能带谱，并分析其此两种情况下异同和可能应用等。 6 广西大掌硕士掌位论文 一维光子晶体量子阱结构及其共振透触谱研究 参考文献 【l 】j o a n n o p o u l o u sjd p i e r r er ，v i l l e n e u v e & s h a n h u if a n n a t u r e ，1 9 9 7 ，3 8 6 ：1 4 3 1 4 9 2 】y a b l o n o v i t c he i n h i b i t e ds p o n t a n e o u se m i s s i o ni ns o l i ds t a t ep h y s i c sa n de l e c t r o n i c j p h y s i c a l r e v i e wl e t t e r s ，l9 8 7 ，5 8 ：2 0 5 9 【3 】j o h ns ，w a n gj q u a n t u me l e c t r o d y n a m i c sn e a r ap h o t o n i cb a n dg a p ：p h o t o nb o u n d 2 s t a t e s a n d d r e s s e da t o m s j p h y s i c a lr e v i e wl e t t e r s ，1 9 9 0 ，6 4 ：24 18 【4 】j o h n s o nsg ， j o a n n o p o u l o sjd d e s i g n i n gs y n t h e t i co p t i c a lm e d i a ：p h o t o n i cc r y s t a l s a c t am a t e r ， 2 0 0 3 ，5 1 ：5 8 2 3 【5 】d w p r a t h e r p h o t o n i cc r y s t a l s ：a ne n g i n e e r i n gp e r s p e c t i v e o p t i c s & p h o t o n i c sn e w s 2 0 0 2 ，1 3 ( 6 ) ：1 6 1 9 【6 】y j i a n g ，c n i n ，a n dd l l i n ，p h y s r e v b ，5 9 ( 1 9 9 9 ) 9 9 8 l 【7 】j i n az i ，j u nw a n g ，a n dc h u nz h a n g ，a p p l p h y s l e t t ，7 3 ( 1 9 9 8 ) 2 0 8 4 【8 】q i a of z h a n gc ，w a n gj , e ta 1 p h o t o n i cq u a n t u mw e l l s t r u c t u r e s ：m u l t i p l ec h a n n e l e df i l t e r i n g p h e n o m e n a a p p lp h y sl e t t , 2 0 0 0 , 7 7 ( 2 3 ) ：3 6 9 8 - 3 7 0 0 【9 】y a n os ，s e g a w ay ，b a ejse t a l q u a n t i z e ds t a t ei nas i n g l eq u a n t u mw e l ls t r u c t u r eo fp h o t o n i e c r y s t a l s j p h y sr e v ：b ，2 0 0 1 ，6 3 ( 15 ) ：l - 4 【1 0 】黄昆原著，韩汝琦改编固体物理学第一版高等教育出版社，1 9 8 8 ：1 5 3 2 3 5 【1 l 】e y a b o n o v i t c h p h o t o n i cb a n d - g a ps t r u c t u r e s j o p t s o c a m b 1 9 9 3 ，1 0 ( 2 ) ：2 8 3 2 9 5 【1 2 1 何晓东光子晶体及其应用的研究中国科学院博士学位研究生学位论文2 0 0 2 年2 月：1 2 0 【1 3 】m g k h a z h i n s k y s t u d yo fi m p u r i t ym o d e si np h o t o n i cc r y s t a la n ds t u d yo fp o w e rg a a sm e s f e t s a d i s s e r t a t i o nf o rd e g r e eo fd o c t o ro fp h i l o s o p h y ，d e p a r t m e n to t p h y s i c so fw e s t e r nm i c h i g a n u n i v e r s i t y a p r i l19 9 7 ：1 - 14 7 【1 4 】y f i n k 。j n w i n n ，s f a n ，c c h e n ，j m i c h e l ，j d j o a n n o p o u l o s ，a n de l t h o m a s ，s e i e n e e 2 8 2 ( 1 9 9 8 ) 1 6 7 9 【1 5 】j o h o s l o c a l i z a t i o no f l i g h t j p h y s i e s t o d a y ，1 9 9 0 ，4 ( 5 ) ：3 2 - 3 4 【1 6 】m c c a l lsl ，p i a t z m a np m ，d a l i c h a o u c hr e ta i m i e r o w a v el o c a l i z a t i o nb yt w o - d i m e n s i o n a l r a n d o ms e a t t e r i n g j n a t u r e ，1 9 9 1 ，3 5 4 ：5 3 - 5 4 【1 7 】d s w i e r s m a ，e b a r t o l i n i l o c a l i z a t i o no fl i g h ti nad i s o r d e r e dm e d i u m j n a t u r e 1 9 9 7 ，3 9 0 ( 6 6 6 1 ) ： 6 7 1 - 6 7 3 【18 】h u a n gh ，l u x h ，l is q ，t r a p p e dp h o t o ns t a t ea n da t o mc h a i n i np b gc r y s t a l s p h y s r e v a ，19 9 8 ， 5 7 ：5 019 5 0 2 4 【19 】f a ns h a n h u i ，v i l l e n e u v ep i e r r er ，j o a n n o p o u l o sj d ，h i g he x t r a c t i o ne f f i e i e n c yo fs p o n t a n e o u s e m i s s i o nf r o ms l a b so fp h o t o n i cc r y s t a l s p h y s r e v l e t t ，l9 9 7 ，7 8 ：3 2 9 4 3 2 9 7 【2 0 】k o p pv i ，f a nb ，v i t h a n ah k ，m ，e ta 1 l o w t h r e s h o u l dl a s i n ga tt h ee d g eo f ap h o t o n i cs t o pb a n d i nc h o l e s t e r i cl i q u i dc r y s t a l s o p t l e t t ，1 9 9 8 ，2 3 ：1 7 0 7 1 7 1 5 【2 1 】l i ns h a w n y u ，h i e t a l a v m ，u y os k ，e ta 1 p h o t o n i cb a n dg a pq u a n t u mw e l la n dq u a n t u mb o x s t r u c t u r e s ：ah i g h q r e s o n a n tc a v i t y a p p l p h y s l e t t j u n e ，l9 9 6 ，6 8 ( 2 3 ) ：3 2 3 33 2 3 5 【2 2 】g o n gq i h u a n g ，h ux i a o y o n g ，u l t r a f a s tp h o t o i n cc r y s t a lo p t i c a l sw i t c h i n g f r o n t p h y s c h i n a ，2 0 0 6 ，2 ：1 7 1 1 7 7 【2 3 】b a l a n i sc ，a n t e n n a t h e o r y ，a n a l y s i s ，a n dd e s i g n 2 n de d ，j o h n w i l e ya n ds o n s ，n e wy o r k ，1 9 9 7 【2 4 】y e ek s ，n u m e r i c a ls o l u t i o no fi n i t i a lb o u n d a r yv a l u ep r o b l e m si n v o l v i n gm a x w e l le q u a t i o n si n i s o t r o p i cm e d i a i e e et r a n s a n t e n n a sp r o p a g a t 19 6 6 ，1 4 ( 3 ) ：3 0 2 310 2 5 1b r o w ner ，p a r k e rcd ，y a b l o n o v i t c hr r a d i a t i o np r o p e r t i e so fa p l a n a r a n t e n n ao nap h o t o n i cc r y s t a l s u b s t r a t e j o p t s o c 1 9 9 3 ，1 0 ( 2 ) ：4 0 4 4 0 7 【2 6 】f a ns ，v i l l e n e u v ep r ， j o a n n o p o u l o s j d ，e ta 1 c h a n n e ld r o pt u n n e l i n gt h r o u g hl o c a l i z e d s t a t e s p h y s r e v l e t t 19 9 8 ，8 0 ( 5 ) 9 6 0 9 6 3 2 7 】f uj ，h es ，x i a os a n a l y d i so fc h a n n e l - d r o p p i n gt u n n e l i n gp r o e e s s e s i np h o t o n i cc r y s t a l sw i t h m u l t i p l ev e r t i c a lm u l t i - m o d ec a v i t i e s j p h y s a ：m a t h g e n ，2 0 0 1 ，3 3 ( 4 3 ) ：7 7 6 1 7 7 7 0 7 广西大掌硕士掌位论文 一维光子晶体量子阱结构及其共拥u 乏射谱研究 2 8 1k o s a k ah ，k a w a s h i m a t ，t o m i t aa ，e ta 1 s u p e r p r i s mp h e n o m e n ai np h o t o n i c c r y s t a l s p h y s r e v b 19 9 8 ，5 8 ，9 6 10 0 2 9 1k n i g h tc ，b i r k s t a ，a t k i nd m a 1 1 s i l i c as i g l e m o d eo p t i c a l f i b e rw i t h p h o t o n i ec r y s t a l c l a d d i n g o p t l e t t 1 9 9 6 ，2 1 ：1 5 4 7 1 5 5 2 f 3 0 1 1m e k i sa ，c h e nj c ，k u r l a n di ，e ta 1 h i g ht r a n s m i s s i o nt h r o g hs h a r pb e n d si np h o t o n i cc r y s t a l w a v e g u i d e s p h y s r e v l e t t 19 9 6 ，7 7 ：3 7 8 7 - 3 7 9 2 3l1m e l da ，f a ns ，j o a n n o p o u l o sj d b o u n ds t a t e si np h o t o n i cc r y s t a lw a v e g u i d e sa n dw a v e g u i d e b e n d s p h y s r e v b 1 9 9 8