谈述GaN光子晶体激光器数值仿真

致谢5-6

中文摘要6-7

ABSTRACT7-8

序8-9

目录9-12

1 引言12-16

1.1 本论文的相关背景12

1.2 光子晶体12-13

1.3 时域有限差分法13-14

1.4 本论文的主要工作及内容14-16

2. 光子晶体激光器16-36

2.1 光子晶体介绍16-17

2.2 光子晶体论述17-18

2.3 光子晶体与LED18-22

2.4 半导体激光器22-24

2.4.1 P-N异质结的高注入比对载流子的限制22

2.4.2 光波导作用22

2.4.3 欧姆接触22

2.4.4 半导体激光器有着的不足22-23

2.4.5 光子晶体带隙23-24

2.5 光子晶体禁带24-26

2.6 光子晶体谐振腔26-27

2.7 光子晶体激光器27-29

2.8 光子晶体运用29-31

2.8.1 光子晶体光纤29

2.8.2 光子晶体波导29-30

2.8.3 高效低耗反射镜30

2.8.4 光子晶体超棱镜30-31

2.9 光子晶体的制备31-36

2.9.1 一维光子晶体制作31-32

2.9.2 二维光子晶体制作32-33

2.9.3 三维光子晶体的制作33-36

3. 时域有限差分法36-54

3.1 FDTD原理37-40

3.2 Yee氏网格40-41

3.3 对于二维光子晶体的FDTD求解41-46

3.4 边界条件46-48

3.5 PML介质中的波方程48-49

3.6 激励源49-50

3.6.1 时谐场源49-50

3.6.2 高斯脉冲50

3.6.3 平面波50

3.7 FDTD网格划分50-51

3.8 检测器51

3.9 Q值计算的原理51-54

3.9.1 低Q谐振腔51

3.9.2 高Q谐振腔51-54

4. 实验仿真54-78

4.1 实验目的54

4.2 实验参数设置54-56

4.3 光子晶体结构56

4.4 网格的划分56-57

4.5 FDTD计算区域的选取57-58

4.6 边界的选取58-59

4.7 检测器的设计59-60

4.8 光源的选择60

4.9 晶格常数的选择60-69

4.9.1 晶格常数为200nm61-63

4.9.2 晶格常数为190nm63-64

4.9.3 晶格常数为180nm64-65

4.9.4 晶格常数为170nm65-67

4.9.5 晶格常数为175nm67-69

4.10 计算光子禁带69-71

4.11 结构优化71-78

4.11.1 小孔尺寸优化73-74

4.11.2 优化结果检验74-78

5. 结论78-80

6. 参考文献80-82

作者简历82-86

学位论文数据集86