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光子晶体是一种具有光子带隙的周期性电介质材料,它有两个基本的性质即具有光子禁带和能够产生光子局域。由于光子晶体能够控制光的传输,人们对光子晶体的研究产生了浓厚的兴趣。
二维光子晶体制作简单,应用广泛,可以设置晶格结构、填充比、介电常数、缺陷、无序等参数数值调控光子晶体的光子禁带、光子态密度,从而研究光在光子晶体中的透射性质。多孔阳极氧化铝薄膜是一种很好的二维三角晶格结构光子晶体,研究多孔阳极氧化铝薄膜的透射性质对于理解由结构无序引起的光子Anderson局域化对结构材料光传输性质的影响有重要意义。本论文主要包括以下内容:
第一章介绍了光子晶体的概念、性质、分类、制作方法及应用。
第二章介绍了用于数值模拟光子晶体中光传输的方法,包括时域有限差分法、平面波展开法和转移矩阵法。
第三章研究了无序对于二维光子晶体横向透射性质的影响。利用基于超晶格的平面波展开法计算了半径无序对于光子晶体能带的影响,研究了填充比、介电常数、无序对于光子晶体光子态密度的影响,并利用MEEP计算了无序对二维光子晶体横向透射率的影响。
第四章介绍了全矢量光束传播法,并对表达式进行了差分离散,可直接用于计算。
第五章介绍了多孔阳极氧化铝薄膜及其透射率实验结果,计算了不同厚度的吸收系数。利用COMSOL计算了不同厚度不同无序情形下的透射谱,分析了无序对于二维光子晶体薄板透射性质的影响。
第六章对本论文的工作进行了总结和展望。