多光纤全息干涉法制作光子晶体的研究

• 作 者: 王高亮
• 出 处: 郑州大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 全息干涉 光子晶体 准晶 渐变型光子晶体 晶格

1987年,E.Yablonovitch和S.John分别独立提出了光子晶体的概念。光子晶体,即由不同介电常数材料周期性分布的人工微结构。由于光子晶体的巨大应用前景,自然界中存在的光子晶体,远远满足不了人们对这一特殊性质材料的需求,如何实现不同周期、不同尺寸的大面积光子晶体的制作显得十分有意义。本论文提出的全息干涉法是一种结构简单、快速的制作光子晶体的方法,而多光纤干涉法,无需使用扩束和分束装置,进一步简化了装置的构成。本论文主要内容如下：1)简单介绍了光子晶体的基本概念及制作方法,详细的介绍了周期光子晶体、准周期光子晶体和渐变型光子晶体的区别和一些特有的性质,列举了目前阶段三种光子晶体较为广泛的应用。2)在傍轴近似情况下,理论模拟了双光纤、三光纤、四光纤、六光纤干涉所形成的周期性全息光子晶体结构,并讨论了光纤出射光强度不同对晶体结构的影响。3)在傍轴近似情况下,理论模拟了五根、八根、十根、十二根和十四根光纤干涉所产生的具有五次、八次、十次、十二次和十四次旋转对称的二维准晶结构。4)设计了四根光纤干涉形成的渐变型光子晶体结构,其对光场的分束和聚焦作用进行了理论模拟,为制作渐变型光子晶体分束器和聚焦透镜提供了很好的理论和实验依据。5)实验上搭建了多光纤全息干涉光路,观察了不同光纤组干涉所产生的周期和准周期光子晶体结构,并且为了实验的方便,我们设置了4+1和5+1束光纤的实验光路,观察中心光束对晶体结构的影响,实验结果表明,中心光束只对干涉光子晶体结构的对比度有影响,而不影响晶体晶格结构。通过与理论结果的比较得出：实验和理论有很好的一致性。