1. 研究目的与意义
一、研究背景
光子晶体是通过对金属或介质介电常数分布进行周期性调制而得到的人工阵列结构。光子晶体又称光子禁带材料，其材料本身是光透明的，但光在其中衍射和干涉的结果使这种结构产生了光禁带，从而具有禁止某些频率的光在其中通过的能力。
对于光子晶体，人们研究其禁带效应，并获得了一些应用，如用光子禁带实现光子晶体激光器、直角拐弯光子晶体波导、点缺陷共振窄带滤波器等。同时，电磁波在左手材料中的负折射现象因其奇特的传播特性也引起了人们的广泛兴趣。如果利用光子晶体的特殊色散特性，光子晶体也可以用来实现例如超棱镜、自聚焦、负折射、慢波等效应。利用光子晶体本身的特殊的性质自准直效应，可以实现多种基于自准直效应的纳米光器件如法布里-珀罗腔，马赫-曾德干涉仪等。
2. 研究内容和预期目标
一、研究内容
1、二维光子晶体结构
本课题采用的是三角晶格结构的二维光子晶体，其结构如图a。图a中黑色圆点表示介质柱，介质柱的单元形状为圆柱体，呈三角排列。
3. 研究的方法与步骤
一、时域有限差分法
1996年k.s.yee首次提出了一种电磁场数值计算的新方法-时域有限差分法（finite difference time domain）。对电磁场e、h分量在空间和时间上采取交替抽样的离散方式，每一个e(或h）场分量周围有四个h（或e）场分量环绕，应用这种离散方式将含时间变量的麦克斯韦旋度方程转化为一组差分方程，并在时间轴上逐步推进地求解空间电磁场。yee提出的这种抽样方式后来被称为yee元胞。fdtd方法是求解麦克斯韦微分方程的直接时域方法。在计算中将空间某一样本点的电场（或磁场）与周围格点的磁场（或电场）直接相关联，且介质参数已赋值给空间每一个元胞，因此这种方法可以处理复杂形状目标和非均匀介质物体的电磁场的时间演化过程，在计算机上以伪彩色方式显示，这种电磁场可视化结果清楚地显示了物理过程，便于分析和设计。
二、rsoft软件介绍
4. 参考文献
[1]崔乃迪，梁静秋，梁中翥．二维硅薄膜光子晶体波导的设计及制作[j]．光学精密工程，2010，18(12)：2549-2556．
[2]陈胜钰，庄冬霞，强则煊．基于自准直效应的硅基光子晶体1×4光复用器[j]．光学精密工程，2012，20(12)：2626-2632．
[3]冯莉，梁斌明，李卓．入射光频率变化对负折射现象的影响[j]．激光与光电子学进展，2008，45(3)：61—65．
5. 计划与进度安排
3.1--3.31，熟悉课题背景，在设计初期阶段进行认真调研，查阅10篇以上文献资料并在开题报告中引用，在调研和充分理解课题内容和要求的基础上，写出开题报告，并完成外文翻译。4.1--4.20，开展课题工作，详细设计需求，设计出总体方案，完成课题的主要实验工作。4.21--5.20，根据实验结果，总结实验内容，撰写毕设论文初稿，提交初稿进行下一步的修改。5.21--5.31，对提交的初稿审阅后提出的问题进行修改润色，完成毕设论文复稿，并提交。6.01--6.11，对复稿提出的问题进行针对性的修改，完成最后的修改，最终确定论文内容，准备答辩。
