负折射光子晶体的基础研究

第1章 绪 论

1.1 负折射材料的研究现状

1.1.1 负折射材料的反常特性

1.1.2 负折射现象的实验表征方法

1.1.3 负折射材料的实验研究进展

1.2 本书的选题背景及意义

1.3 本书的内容安排

1.4 本书的特色

第2章 光子晶体的基本理论及RS0ft仿真

2.1 光子晶体的基本知识

2.1.1 光子晶体的概念

2.1.2 光子晶体的分类

2.1.3 光子晶体的基本特性

2.2 光子晶体的理论研究方法

2.2.1 平面波展开法

2.2.2 时域有限差分法

2.3 RSoft软件仿真光子晶体的过程

2.3.1 RS0ft仿真软件简介

2.3.2 光子晶体波导仿真过程

2.4 本章小结

第3章 二维负折射光子晶体样品设计及组件制作

3.1 实验用二维负折射光子晶体样品的设计

3.1.1 负折射光子晶体的理论设计依据

3.1.2 实验用二维负折射光子晶体样品的理论设计过程

3.2 二维负折射光子晶体样品的制备

3.3 实验用光子晶体组件的制作

3.4 本章小结

第4章 光子晶体反常Doppler效应实验平台的设计

4.1 Doppler效应原理及应用

4.2 反常Doppler效应实验的光路设计原理

4.2.1 马赫一曾德尔干涉仪原理

4.2.2 光路设计原理（从Dopplel效应的角度分析）

4.2.3 光路设计原理（从光程的角度分析）

4.3 实验系统所需装置

4.3.1 光路系统

4.3.2 扫描控制系统

4.3.3 数据采集系统

4.4 实验控制程序的总体设计方案

4.5 本章小结

第5章 负折射光子晶体反常Doppler效应的实验验证

5.1 正常Doppler效应实验

5.1.1 正常Doppler效应实验系统

5.1.2 632.8nm波长的正常Doppler效应实验结果

5.1.3 10600nm波长的正常Doppler效应实验结果

5.1.4 不同电机驱动的电移台的实验测试

5.2 光子晶体的负折射实验结果

5.3 负折射光子晶体的反常D0ppler效应实验

5.3.1 光子晶体反常Doppler效应实验结果

5.3.2 光子晶体反常Doppler效应实验的问题讨论

5.4 本章小结

第6章 总结及展望

参考文献

致谢

开展负折射材料的研究具有重要的科学意义和实际应用效益，符合科学研究发展的趋势，是目前物理学界的前沿性课题。光子晶体作为未来集成光路的基础材料，在光通讯、微波通讯、光电器件、光电子集成以及国防隐身材料等领域具有十分广阔的应用前景。鉴于此，《负折射光子晶体的基础研究》的主要内容是二维光子晶体的负折射及反常Doppler效应的实验研究问题，在理论上设计负折射光子晶体模型、加工和制备光子晶体实物及理论上严格设计整套实验方案的基础上，结合光学、电子技术和机械知识，建立了测量光子晶体的负折射实验及反常Doppler效应实验验证的光学系统，在国际上首次证明了负折射光子晶体确实存在反常Doppler效应。（该成果已发表在国际知名期刊NaturePhotonics，2011，5（4）：239—242上。）《负折射光子晶体的基础研究》适合高等院校物理和光学工程专业的本科生和相关专业的研究生阅读，也可供从事光子晶体负折射应用研究的科技人员参考。