單負與雙負光子晶體電磁性質之研究

Abstract

摘要

光子晶體就是在空間中用不同折射率的材料週期排列之結構,其中光子晶體最重要的特點就是在光子能帶結構中存在光子帶隙,而折射率是材料的介電常數和導磁係數所決定的,所以主要可以分成雙正,負介電常數,負導磁係數,以及雙負等四種材料。不同種類的光子晶體存在著特性不同的光子帶隙。本文主要討論的是單負材料和雙負材料光子晶體的光學性質。

在第一章中,簡單的介紹了光子晶體的種類,從空間中排列的周期性來分可以分為一維,二維以及三維的光子晶體。而從材料來分可分為雙正,單負以及雙負的光子晶體,還有一些光子晶體較通俗的概念。後半段則著重於單負材料以及雙負材料的介紹,這些材料近十年來十分受到學者們的關注,並且也是本文討論的重點。

第二章討論了一個無缺陷的單負材料光子晶體在特定的頻段產生的多通道濾波特性 ,有別於一般在光子帶隙中加入缺陷而得到通道的方法,這種結構的光子晶體沒有缺陷層,而是一個規則的週期排列結構，文中分別討論了各參數改變時對光子晶體的通道會產生甚麼影響,如介質層厚度,角度,極化方向等等。並且發現要在某些情況下光子晶體的濾波效果才會好。

第三章是討論一個負折射率材料(LiTaO3)光子晶體的光子帶隙特性,由於討論的範圍內確定是一個雙負材料,所以可以知道該光子帶隙是零有效折射率帶隙，這種帶隙一般來說被知道有著對入射角度以及極化方向不敏感的特性,所以文中很直覺的討論了該光子帶隙的全方向性。並且最後第四章的部分則是關於兩個主題的結論。