3。1等频曲线与最大自准直角 25

3。2磁性光子晶体中的自准直现象 27

3。3非互易传输在信号处理中的应用 30

3。3。1基于不对称基元的磁性光子晶体及非互易传输 30

3。3。2非互易自准直效应在信号处理中的应用 32

3。4磁性光子晶体中的单向自准直传输特性 33

4基于自准直干涉效应的定向辐射器设计 37

4。1定向辐射器的原理 37

4。2定向辐射器的结构与性能分析 38

5基于PGPC新型光子晶体波分解复用器设计 39

5。1PGPC结构设计 40

5。2PGPC设计的波分解复用功能分析与验证 40

结 论 44

参考文献 45

致 谢 47

1绪论

1。1论文研究背景及意义

二十世纪初，人们以半导体为钥发明了三极管、晶体管等器件控制电子的运动，科技推动历史的进程，半导体材料技术在电子学上引发了前所未有的大；紧随其后随着对材料世界的进一步探究，新的合金技术和陶瓷技术应运而生，激发出超材料范畴的，八十年代后期，控制光子运动这一具备突出前瞻性的新时代科技打开了光学研究的潘多拉魔盒。半导体材料将不能满足在不久的未来人们要求的速度，电子的特性会使得电子在那时候没有优势，而光子具有电子没有的优势：速度快，没有相互作用。另一方面，当电路的集成化得到不断提升时，集成电路的性能和传输速率会大打折扣，1987年，EliYablonovitch教授和John教授分别提出的一种折射率周期性改变的人工材料光子晶体

（PhotonicCrystal,PC），为人们提供了一种新思路，[1,2]这种人工合成的新型微结构材料具备优于电子器件性能的特点令其成为信息技术的新宠。光子作为一种传播载体，其优势在于信息载量范围较广、传输速度快、能耗低等特点，光子晶体这一基于对金属或介质介电常数周期性调制获得的人工设计制备的阵列材料可以实现电磁波的调控与吸收，利用光子器件代替电子器件，便克服了通信科技的“阿克琉斯之踵”，为实现全光通信提供了可能性。

随着现代实验技术的不断发展，国内外就光子晶体结构的各种研究结果让人眼花缭乱，光子晶体制备方法也得到很大的改善，其制作水平也得到不断的提升。在电磁波传输过程中，可能要面临一些调控光束的问题，需要避免其反射情况的发生，诸如隔离、分束等，在设计这些器件的过程中，很重要的一点就是如何实现电磁波的单向传输，即如何满足传输光束的非互易性。源G于J优L尔V论N文M网WwW.youeRw.com 原文+QQ75201`8766

由此，我们也可得出何为非互易传输特性，即当电磁波沿着与原信道相反方向传输时表现出的与沿原信道正向传输的差异巨大的电磁损耗的传输为非互易传输，联系上文，对电磁波非互易传输特性的研究可以促进全光通信的发展。在光学微结构中，可通过改变结构参数实现空间的不对称性破坏空间反演对称性，通过铁磁性材料等多种方法来引出磁光效应从而获得时间反演对称性破缺，利用光学微腔、等离子体激元和磁光效应来得到非互易传输的电磁波。以此为基本，我们进一步深入研究了光子晶体的非互易传输特性。