韋應生

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?以對稱結構一維光子晶體為研究對象，通過構造與分析該對稱結構光子晶體折射率分別為2.61、1.46，其介質薄膜厚度分別為740納米、1329納米，結構參數(shù)分別為1.9納米、1071納米，將對稱結構光子晶體結構模型中插入對稱缺陷光子晶體模型，則得出若干透射譜，并對其進行分析以期明晰缺陷對對稱結構光子晶體透射譜的影響。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?缺陷;對稱結構光子晶體;透射譜;影響

[中圖分類號] ?O77 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2018）26-0181-01

基于光子晶體具有良好光學傳輸能效，為此該結構一經(jīng)問世就成為社會各界的關注熱點，其中光子帶隙結構是光子晶體較為獨特的構成形式之一，當有光頻率攝入該結構中時，該結構會作出兩種反應：一是在光頻率與光子晶體導帶頻率處于相同范疇時，該結構則允許光通過;二是在光頻率處于光子晶體禁帶頻率范疇時，該結構則不允許光通過?；诖?，怎樣利用該特性實現(xiàn)對光頻率與對稱結構光子晶體的控制，成為研究學者不懈追求的方向，然而該結構投射存在一定缺陷，為使該缺陷得以恰當置入，研究缺陷對該結構的影響顯得尤為重要。

一、無缺陷的影響

光子晶體為對稱結構，在不改變其參數(shù)情況下，以n=1、n=2、n=3、n=4、n=5為基元介質排列周期，借助MATLAB進行計算繪出透波譜，在1.00ω/ω0處出現(xiàn)缺陷模，n值與缺陷帶寬呈反比，且始終處于1.00ω/ω0兩側，通過對其透射譜進行分析可知，雖然該結構內(nèi)并無缺陷影響，但仍有空位缺陷呈恒定狀態(tài)出現(xiàn)在該結構中，這對研究并升級單通道光學濾波器及相關元件有所幫助。

二、將單缺陷插入對稱中心的影響

在不改變其他參數(shù)情況下將介質C置于對稱結構光子晶體中，依據(jù)排列規(guī)律將得到C（BA）n等兩種模型，光子晶體鏡像對稱結構未發(fā)生變化，以n=1、n=2、n=3、n=4、n=5為基元介質排列周期，經(jīng)計算繪出透波譜，以1.00ω/ω0為中軸線對稱分布禁帶，缺陷模未出現(xiàn)在光子晶體禁帶中心，伴隨n不斷增大，在對稱禁帶中分別裂出全新的透射帶，在n值大到一定程度時該缺陷模將呈窄帶狀態(tài)，并有較寬的全反射帶存在于頻率范疇內(nèi)，這對研究全反射鏡有指導價值[1]。

三、兩端插入對稱缺陷的影響

將兩層或多層缺陷呈對稱狀插入光子晶體結構兩端時，依據(jù)排列規(guī)律將得到C（AB）n等兩種模型，以n=1、n=2、n=3、n=4、n=5為基元介質排列周期，經(jīng)計算繪出透射譜，通過對該譜進行觀察可知，其與無缺陷光子晶體透射譜基本一致（n值不斷增大條件下），以1.00ω/ω0為中軸線對稱分布禁帶，表明該結構可通過調節(jié)基元介質周期驅動缺陷模，使其對對稱結構光子晶體透射性產(chǎn)生影響，實現(xiàn)有目的的調節(jié)目標，若n=1則該結構中透射帶上仍然有頻率位置存在，若n=5則該結構出現(xiàn)明顯缺陷，通過對該結構及其透光譜進行分析可知，這種變化規(guī)律可用于設計單通道光學濾波器，在置入缺陷C后能對該結構帶寬變化速率進行控制，使相關設備功能性更強。

四、排列周期間插入對稱缺陷的影響

將缺陷C插入對稱結構光子晶體內(nèi)側時，依據(jù)排列規(guī)律得到C（AB）n等四組模型，通過對這四組模型進行分析可知，光子晶體（AB）n和（BA）n將缺陷C分離開來，同時n值與光子晶體缺陷距離呈正相關，以n=1、n=2、n=3、n=4、n=5為基繪制其透射譜，通過分析該譜發(fā)現(xiàn)在該結構內(nèi)以1.00ω/ω0為中軸線對稱分布三條缺陷模，當n值增大時缺陷會向1.00ω/ω0靠攏并呈簡并態(tài)勢，三條缺陷模帶寬逐漸變窄距離隨之縮減，可以猜測當n達到一定程度時，這三條缺陷模將完全重合。通過對該狀態(tài)下對稱結構光子晶體透射譜進行系統(tǒng)分析可知，對稱缺陷距譜與n呈正相關，當二者增大時結構中缺陷模耦合作用隨之減弱，缺陷模距離隨之縮短，基于該規(guī)律可研究出更加靈敏的光學開關、光學濾波器等新設備。

五、基元介質間插入對稱缺陷的影響

在基元介質間插入介質C，將產(chǎn)生對稱缺陷并依據(jù)排列規(guī)律得到（ACB）n等四組模型，依據(jù)缺陷基元介質單元進行排列與變化，同時可得出光子結構晶體透射譜，該譜在1.00ω/ω0中對稱分布，在其兩側有頻率，并在其恒定處有缺陷模，在該結構禁帶頻率范疇內(nèi)該缺陷模數(shù)量隨之驟增，由此可知該結構頻率范疇與缺陷模數(shù)量呈正相關，且在兩側頻率中距離不等，以1.00ω/ω0為中線呈對稱狀態(tài)分布，通過對基元介質間插入對稱缺陷進行分析，為今后研究功能更全的濾波器奠定基礎[2]。

六、結束語

綜上所述，通過對對稱結構光子晶體無缺陷、單缺陷、對稱缺陷等狀態(tài)進行分析可知，該結構對缺陷產(chǎn)生不同反應，對制作新型設備與元件具有極高價值，為此值得在當今社會中被廣泛研究與使用。

參考文獻：

[1]韋吉爵，蘇安，高英俊，等.缺陷對光子晶體透射能帶譜的簡并效應研究[J].激光技術，2017（1）：56-60.

[2]蘇安，白書瓊，陳穎川，等.缺陷對對稱結構光子晶體透射譜的影響[J].河池學院學報，2016（2）：34-38.