【摘 要】
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光子晶体作为一种独特的周期性排列的人工材料,因其优异的光学特性而备受关注,特别是在传感器、光通讯、集成光电子等领域应用得到广泛的应用。然而,多数光子晶体器件只能实现无源的电磁调节,缺乏动态的调控机制,在诸多领域受到限制,因此实现基于光子晶体平台的有源光调控成为研究热点。本文针对可见光至近红外波段,探索了动态有源调控光子器件的实现方法和设计思路。主要研究内容包括:1.本文建立了基于相变的可重构光子晶
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光子晶体作为一种独特的周期性排列的人工材料,因其优异的光学特性而备受关注,特别是在传感器、光通讯、集成光电子等领域应用得到广泛的应用。然而,多数光子晶体器件只能实现无源的电磁调节,缺乏动态的调控机制,在诸多领域受到限制,因此实现基于光子晶体平台的有源光调控成为研究热点。本文针对可见光至近红外波段,探索了动态有源调控光子器件的实现方法和设计思路。主要研究内容包括:1.本文建立了基于相变的可重构光子晶体器件模型,通过与碲化锗锑（GST）的相变材料集成的一维（1D）光子晶体（PC）架构实现光谱响应动态的切换或开关控制。在由交替的Si N和GST纳米薄膜组成的一维PC器件中,可以实现对通带和中心谐振频率的有源和精确调节。基于交替介质模型推导一个近似的解析模型来解释光谱特征,包括带隙和谐振频率。测量结果和计算结果均证实相变前后,通带和谐振最小值（或最大值）存在明显的红移,很好地证实了理论预测。2.本文建立了基于缺陷模式的相变光子晶体动态电磁调控器件模型,将相变材料Ge Sb Te（GST）作为一维光子晶体的缺陷层,嵌入到由两个对称的交替介质架构（Ge:Si N）N（GST）（Si N:Ge）N中,实现了可重构或者动态的选频特性。在此一维缺陷光子晶体（DPC）中,演示了缺陷模式的动态和精确调节。并推导出一个解析模型来说明可调频谱特征。仿真实验结果和计算结果均显示了缺陷的产生,很好的验证了理论预测。
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