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本论文采用电子束刻蚀和激光干涉法制备一维、二维周期性阵列，用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分别表征其微结构的形貌；用传输矩阵法和平面波展开法分别计算由这些一维、二维周期性阵列构成的光子晶体的能带，并研究了其带隙特性与结构参数和材料参数之间的关系。结果表明：
1.在常规数字式扫描电镜的阴极自偏压电路中串联一个可控的负电压发生器，将扫描电镜本身的行扫描时钟信号作为控制信号，经倍频和放大之后，与扫描电镜的栅极自偏压叠加，接到电子枪的阴极和栅极之间，以控制扫描电镜X、Y方向电子束扫描的通断，使电子束从连续扫描调整为规则的点、线扫描，在涂有正电子束光刻胶的样品表面曝光，便可以“直写”方式制作出周期性的量子点、纳米孔和纳米线阵列。
2.用激光干涉法可实现微米级光子晶体的制作，获得比较规整的一维、二维光子晶体。所制备的一维、二维光子晶体的晶格常数随相干光束之间的夹角增大而减少，当相干光束之间的夹角小于17°时，所得的一维、二维光子晶体周期性结构的清晰度较好，而且激光处于偏振状态时效果更好。
3.用传输矩阵法和平面波展开法计算了光在这些一维、二维周期性阵列结构中的传播特性，发现光沿法线在PMMA和空气构成的一维周期性阵列结构中的传播存在带隙，并且禁带宽度与这两种介质的折射率比值成正比；随着光的入射角的增大，禁带中心位置均发生蓝移，TE模的禁带宽度随入射角的增大而增大，而TM模的禁带宽度则随之减小。对于以PMMA为衬底的正方晶格空气柱构成的二维光子晶体，TM模有带隙，TE模无带隙。