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光子晶体性质及其平面集成用滤波器研究的开题报告

1.引言

随着信息技术的发展，通信技术得到了快速的发展，滤波器作为其中的重要部分，

起到了至关重要的作用。然而，传统的滤波器在设计和制造过程中存在一些不足之处，

如过多的能量损失、不易实现高品质因子和稳定性等等。因此，寻找一种新型滤波器

成为关键，加强光子晶体的研究也被提了出来。光子晶体是近年来发展起来的一种新

型光学材料，其间隙大小和晶格常数等结构参数可以调控它的色散和折射率，从而实

现光学性能的调制，具有非常好的应用前景。本文主要介绍光子晶体的性质及其平面

集成用滤波器的研究，为后续的研究提供一些有用的参考。

2.光子晶体的性质

光子晶体是由高折射率物质和低折射率物质交替排列而成的周期性结构，其结构

参数包括晶格常数、间隙大小和结构形状等。光子晶体的色散关系可以通过其结构参

数来调制，通过改变光子晶体的晶格常数和间隙大小来调制光子晶体的禁带或能带结

构，进而实现光的调制、传输和控制。

光子晶体的一些性质：

（1）禁带结构

光子晶体中存在大量的禁带结构，在这些结构中，光的传播被禁止，只有特定波

长的光能够透过。这种性质可以用于调制光的波长和传播方向等。

（2）周期性结构

光子晶体是由高折射率物质和低折射率物质相间排列而成的周期性结构，这种结

构可以产生布拉格反射，使光子晶体具有良好的反射和透射性能。

（3）光子局域模式

光子晶体中会产生一些光子局域模式，这些模式可以被用于实现局域光子态的调

制和传输。

3.平面集成用滤波器研究

平面集成光子学是光子学研究领域中的一个重要分支，它把光子晶体和微结构光

学集成到一个微小区域中。基于光子晶体，平面集成用滤波器的性能具有非常优异的

优势，如高透射率、高品质因子、低损耗等等。另外，光子晶体在平面集成器件中的

制造也非常灵活方便，可以采用诸如光刻、电离子激光和原子层沉积等工艺来实现。

目前，光子晶体平面集成滤波器已经在光通信和生物医学等领域得到了广泛应用。

其中，光子晶体微环滤波器、光子晶体光纤光栅滤波器和光子晶体束缚模滤波器等成

为当前的研究热点。这些平面集成用滤波器具有滤波范围宽、滤波效率高、通带性能

好等优点。

总之，光子晶体的性质及其平面集成用滤波器的研究在光子学领域中具有重要的

影响力和广泛的应用前景。随着技术的不断发展和改进，相信光子晶体平面集成用滤

波器的性能和应用也会越来越优秀和广泛。