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半导体超晶格与量子阱概念的提出,为新型量子电子器件的发展开辟了新思路。光子晶体是在近十几年,人们通过类比半导体超晶格而人工设计的具有不同折射率介质交替排列而构成的周期性结构光子材料;光量子阱是在类比半导体量子阱基础上提出的,它是将具有不同光子禁带的光子晶体材料组合在一起耦合构成光子晶体量子阱结构,由此展现出新异的光量子效应和新的物理特性。本论文针对耦合的光量子阱结构的光子晶体(AB)m(CD)n(AB)m(CD)k(AB)m模型的透射谱特性进行研究,考虑折射率介质具有正折射率、负折射率和复介电常数折射率的情况,计算模拟耦合光量子阱的透射谱,发现了如下规律:
1、对于光子晶体耦合的量子阱结构模型,当C和D为相等的双正介质和双负介质且光子晶体周期数k和n相等情况下,随着周期数n的增加,透射峰之间的距离缩小,且透射峰为双线结构。
2、固定周期数n,若C和D介质取相等的负折射率,随着入射角角度的增加透射峰的条数减少,当达到60度时透射峰出现了衰减。当周期数k和n不相等时,透射谱的透射率会发生变化,光量子阱的透射率强烈依赖于量子阱系统的对称性。
3、在含复介电常数情况下,缺陷层复介电常量的虚部对透射谱的透射率影响很大。当缺陷层复介电常量的虚部为正时,都表现为对透射峰增益,最大达到300倍,并且还保持双线结构,虚部不一样时,增益程度不一样;当缺陷层复介电常量的虚部为负时,都表现为对透射峰的吸收。
除了以上三点重要结论,本论文研究结果还对设计新型光量子器件如同时具有双通和放大的滤波器提供有益的指导。光子晶体耦合的量子阱结构的研究具有较高的理论价值和广泛的应用前景。