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光子晶体作为一种能调控电磁波传输的新型材料，有着广阔的应用前景，产生宽的全向反射带是其中的一个重要的研究方向，金属镜作为最初的全向反射镜，在红外波段损耗严重，而介质全向反射镜能实现无损的全向反射，对于光子晶体光纤通信、高精度光学仪器等有着重要应用价值。本学位论文利用了传输矩阵理论和一维光子晶体的色散关系研究了一维光子晶体和光子异质结构中的全向反射性质，在前人对一维二元光子晶体、二元光子异质结构和三元光子晶体研究成果的基础上，同时借鉴一维二元光子晶体构成二元光子异质结构的思想，首次提出了一维三元光子异质结构，对于任意三种材料构成的三元光子异质结构均能产生全向带隙。本学位论文详尽研究了在一维二元光子晶体、二元光子异质结构、三元光子晶体和三元异质结构中，不同折射率对产生全向反射的影响。 首先，我们研究了由能产生全向带隙和不能产生全向带隙的二元光子晶体构成的三元光子晶体，比较了在三元光子晶体中加入新材料对三元光子晶体产生全向带隙的影响，研究发现:(ⅰ)在能产生全向带隙的二元光子晶体中添加一种材料构成三元光子晶体，会出现一个临界值，即当新加入的材料折射率大于临界值时，才能使得三元光子晶体产生更宽的全向带隙，而新加入的材料折射率小于临界值时，三元光子晶体产生全向带隙的宽度更窄，甚至可能无法产生全向带隙，(ⅱ)在不能产生全向带隙的二元光子晶体中添加一种材料构成三元光子晶体，选取合适的折射率也能使得三元光子晶体产生全向带隙。可见，新加入的材料对于三元光子晶体产生宽的全向带隙有着显著的影响。 其次，我们还对比了一维二元光子晶体、光子异质结构和一维三元光子晶体、光子异质结构中，折射率对产生全向反射的影响。研究发现:(ⅰ)在材料的选择方面，二元光子晶体和光子异质结构因为材料的折射率可能会出现全透现象，能产生全向带隙的三元光子晶体对材料折射率也有严格要求，因此，能够产生全向带隙的一维二元光子晶体、光子异质结构和三元光子晶体都受材料折射率限制，而我们提出的、能够产生全向带隙的一维三元光子异质结构却不受材料折射率限制;(ⅱ)在全向带隙宽度方面，经过我们优化方法设计的一维三元异质结构产生的全向带隙宽度是最宽的，它的宽度不小于各个子三元光子晶体产生的全向带隙的宽度之和，甚至远大于各子三元光子晶体产生的全向带隙宽度之和。 总之，我们通过深入研究三元光子晶体和三元光子异质结构在产生全向带隙方面的性质，得出了用任意给定的三种材料设计能够产生全向带隙的三元光子异质结构的方法.和设计能够产生全向带隙的二元光子晶体、二元光子异质结构和三元光子晶体对材料范围有要求不同，我们设计的三元光子异质结构对材料范围没有要求.这为用常见的、低折射率的、低成本的、需要满足各种特殊要求的材料设计能够产生全向带隙的光子带隙结构提供了一种非常有效的方法，也将加深人们对三元光子异质结构的认识。