2.4 时域有限差分法（FDTD） 6

3 光子晶体带隙与透射谱 8

3.1 光子晶体材料及模型 8

3.2 SiO2 完整型光子晶体的带隙与透射谱 8

3.3 SiO2 缺陷态光子晶体的带隙与透射谱 11

3.4 GaAs 完整型光子晶体的带隙与透射谱 14

3.5 GaAs 缺陷态光子晶体的带隙与透射谱 17

3.6 本章小结 20

4 光子晶体的导波特性 21

4.1 SiO2 光子晶体的导波特性 21

4.2 GaAs 光子晶体的导波特性 23

4.3 本章小结 25

5 光子晶体滤波器 26

5.1 光子晶体对称微腔滤波器模型 26

5.2 滤波器及线形波导的透射谱 32

5.3 非对称微腔光子晶体滤波器 34

5.4 本章小结 36

结 论 38

致 谢 40

参 考 文 献 41

1 绪论

1.1 本文的相关背景

随着电子器件设备在人们日常生活及工作的各个领域的广泛应用，人们的生活和 工作愈加方便，正是因为半导体技术在过去几十年里逐渐成熟，相关产业的长足发展， 使得电子器件设备成为了当今人类社会的必需品。论文网

高速高集成化是未来半导体产业的发展趋势，但同时产生了新的问题。高速处理 要求设备具有更好的延迟性能，而电路集成度过高则要求集成芯片具有更强的散热能 力。更重要的是，半导体器件的发掘潜力已接近其发展极限，而光子器件则不同，它 是一个起步不久的产业，且相对电子器件，它具有更多的优点，信息容量更大，产热 量低。

由此可见，光子器件具有更强的信息传递能力，找到光子半导体材料成为了迫在 眉睫的任务。直到 1987 年，E.Yablonovitch 和 S.John 借鉴了半导体晶体及其电子带 隙的概念，首次各自独立提出了光子晶体的新概念[1]。此后，光子晶体的理论、应用 研究快速发展。

1.2 光子晶体的概述

光子晶体的信息传递由光子完成，光子在光子晶体中运动犹如电子在电子晶体中 运动，如同半导体控制电子一样，控制光子的运动。