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    摘要光子晶体是一种介电常数周期性分布的非均匀人工电磁介质，其最主要的特征是具有光子带隙，落在光子禁带内的光无法在光子晶体中传播。利用这一特性制成的探测器能够大大降低光能损耗，提高灵敏度，是目前科学界的一个研究热点。28435
    本文从光子晶体的概念出发，简单介绍了光子晶体的原理、制备工艺、应用技术和研究方法，详细阐述了平面波展开法的原理。然后，基于平面波展开法，仿真正方晶格和三角晶格结构的光子晶体，对比引入点缺陷前后的光子能带特性，以及不同缺陷形态下，能带特性与模场分布的变化情况，并指出其在探测技术中广阔的的应用前景。
    毕业论文关键词：光子晶体、平面波展开法、缺陷态、光子能带、模场分布
    毕业设计说明书外文摘要
    Title  Photonic band properties of periodic surface structure based on defects and its application in detection technique    
    Abstract
    Photonic crystal is a kind of artificial crystal, which is composed of periodically structured electromagnetic medium. Photonic band gap is the most important characteristic, and the light whose frequency in the forbidden band cannot spread in photonic crystals. Detectors based on the feature will greatly reduce energy consumption, enhance sensitivity, and it have become a scientific researching hotspot.
    Starting with the concept of photonic crystals, this paper introduces the principle of photonic crystals, preparation technology, application, research method, and explains the plane-wave expansion method in detail. Later, based on the method, we simulate cubic and hexagonal structure of photonic crystals, and observe the difference of photonic band as well as the electric field of photonic crystals with different defect states, and point out its wide application prospect in detection technology.
    Keywords  Photonic crystals, plane-wave expansion method, defect mode, photonic bandgap, mode field distribution
    第1章  绪论    1
    1.1  光子晶体的基本概念    1
    1.2  光子晶体的主要特性    2
    1.3  光子晶体的制备    3
    1.4  光子晶体的应用    4
    1.4.1  高效率低损耗反射镜    5
    1.4.2  光子晶体光纤    5
    1.4.3  高Q微谐振腔    5
    1.4.4  光子晶体在探测技术中的应用    6
    1.5  本论文主要内容安排    6
    第二章  光子晶体研究方法    7
    2.1  引言    7
    2.2  平面波展开法（PWM）    7
    2.2.1  光子晶体的本征方程    7
    2.2.2  本征方程的求解    9
    2.2.3  周期性介电常数的傅里叶级数    13
    2.3  本章小结    13
    第三章  光子晶体中的缺陷研究    14
    3.1 引言    14
    3.2  二文正方晶格中的点缺陷    14
    3.2  二文三角晶格中的点缺陷    22
    3.3  探测技术中的应用及本章小结    26
    结  论    27
    致  谢    28
    参考文献29
    第1章  绪论
    1987年美国新泽西州贝尔通讯研究中心的Yablonovitch在英国的《物理评论快报》上发表了一篇题为“固体物理学及电子学中自发辐射的抑制[1]”的文章；同年,来自普林斯顿大学的John在该报上发表了题为“无序介电材料超晶格中光子的强局域性[2]”的文章。两人在会面后，就术语达成共识，将这种结构命名为光子晶体。
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