光子晶体应用理论研究PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1 光子晶体理论研究概况 1

1.2 本书的选题背景、意义 5

1.3 本书的框架和主要内容 6

第二章 光子晶体时域有限差分方法及本书相关算法 8

2.1 光子晶体FDTD方法简介 8

2.1.1 麦克斯韦方程组 8

2.1.2 FDTD方法求解 9

2.2 本书相关算法 12

2.2.1 非线性光子晶体的计算 12

2.2.2 金属光子晶体的计算 14

2.2.3 网格点上有效电磁参量的计算 15

2.2.4 离散傅立叶变换 16

2.2.5 透过率的计算 17

2.2.6 光子晶体能带结构的计算 17

2.2.7 微腔共振频率、本征模式、Q值、有效模体积和Purcell因子的计算 18

2.2.8 时谐场振幅和相位的计算 19

2.2.9 时谐场功率的计算 20

2.2.10 近远场变换 21

2.3 本章小结 22

第三章 光子晶体仿真平台建立 23

3.1 FDTD算法对计算机的性能要求 23

3.2 二维光子晶体仿真软件设计 24

3.2.1 软件设计思想 24

3.2.2 软件具体实现 26

3.3 光子晶体三维并行仿真平台建立 27

3.3.1 并行计算方案选择 27

3.3.2 PC机群系统构建 28

3.3.3 FDTD并行算法设计思想 28

3.3.4 FDTD并行算法的具体实现 31

3.3.5 三维并行仿真平台性能测试 31

3.4 本章小结 37

第四章 光子晶体波分复用器 39

4.1 引言 39

4.2 基于光子晶体定向耦合的波分复用器 41

4.2.1 基于光子晶体定向耦合的波分复用器原理 41

4.2.2 结构设计与性能仿真 43

4.3 基于光子晶体多模干涉效应的波分复用器 50

4.3.1 基于光子晶体多模干涉效应的波分复用原理 50

4.3.2 数值结果与分析 51

4.4 本章小结 55

第五章 光子晶体光控光开关 56

5.1 引言 56

5.2 驻波光子晶体光控光开关 59

5.2.1 驻波光控光物理思想及原理 59

5.2.2 光子晶体光控光开关结构 60

5.2.3 数值模拟 61

5.3 本章小结 65

第六章 光子晶体激光腔 66

6.1 引言 66

6.2 优化Yee小组电激励光子晶体单缺陷微腔腔结构 70

6.2.1 本征模式及分析 70

6.2.2 优化物理思想 73

6.2.3 优化电激励微腔结构 74

6.3 基于模式控制的光子晶体波导腔 77

6.4 本章小结 80

第七章 光子晶体环形腔转动效应 81

7.1 非惯性坐标系下光子晶体FDTD方法 81

7.2 光子晶体环形腔转动特性研究 83

7.3 问题及探讨 87

7.4 本章小结 87

第八章 光子晶体功能器件耦合技术研究 88

8.1 引言 88

8.2 级联缓变光子晶体波导结构和传统介质波导的耦合 90

8.2.1 级联缓变波导结构和耦合原理 90

8.2.2 数值模拟与结果分析 92

8.3 耦合腔实现光的准直输出 95

8.3.1 用耦合腔实现光准直输出的物理思想及原理 95

8.3.2 数值模拟与结果分析 98

8.4 本章小结 103

第九章 制备误差对光子晶体功能器件性能的影响 104

9.1 引言 104

9.2 结果与分析 105

9.2.1 计算方法 105

9.2.2 随机误差对光子晶体带隙特性的影响 106

9.2.3 随机误差对光子晶体微腔和波导特性的影响 109

9.2.4 随机误差对光子晶体功能器件性能的影响 115

9.3 本章小结 118

第十章 总结与展望 120

10.1 研究结论 120

10.2 展望 122

致谢 123

读博期间以第一作者发表或撰写的学术论文 125

参考文献 127

后记 139