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光子晶体是由在光波长尺度上成周期排列的介电质材料或金属材料构成的,可以用于控制光子的行为,具有重要的理论研究价值和非常广阔的应用前景。激光全息方法是制作大面积光子晶体的快速、简便的方法。本文提出用非相干光场叠加的方法来形成二维复杂光子晶格(光子晶体耦合腔阵列和高次准晶),并对其性质进行了数值分析,为全息制作提供依据。
将两套晶格常数成恰当比例的六角格子相对旋转30°后相叠加,就可以得到光子晶体耦合谐振腔。由于该结构具有周期性渐变的特点,不但TM模在带隙内有丰富的局域模式出现,可以得到单极子、偶极子、四极子、六极子和二阶单极子等局域模式;TE模在带隙内也有局域模式存在,有单极子、偶极子、四极子和二阶单极子等局域模式。此外,还能在比较宽的完全带隙中发现局域模式。
将两套相同晶格常数的六角格子相对旋转30°后相叠加,可以得到十二重对称性的准晶;这样构成的结构,在一定的阈值下,存在TM模和TE模的共同带隙,并在其带隙内发现了由非缺陷引起的局域模式。类似地,将两套相同晶格常数的正方格子相对旋转45°后相叠加,可以得到八重对称性的准晶。
本文提出的叠加法,丰富了全息制作光子晶体的结构类型;通过本文的工作,可以对根据性能要求制作结构提供参考。