二維光子晶體負折射與聚光現象之研究

A Study of Negative Refraction and Focusing Effects in 2D Photonic Crystals

曹銘峰(Ming Feng Tsao)

指導教授 ： 齊正中 ； 洪勝富

國立清華大學/理學院/物理學系/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2006.00005

摘要

最近這幾年由於半導體技術的成熟，使得光子晶體的應用得以慢慢實現，導致光子晶體發展得非常快速，過去的研究重心放在光子晶體能隙的特性應用上，近五年來，許多研究單位開始將重心轉移到光子晶體傳導帶的部份，無非是希望能有效的利用光子晶體控制光的傳播，研究中意外的發現光子晶體中的負折射現象，其中J. B. Pendry提出「利用負折射可造就完美透鏡」的文章後，許多人在這上面提出不同的看法，但對於光子晶體負折射的現象是否能造就完美透鏡仍是眾說紛紜，基於此本論文針對光在光子晶體中傳播的現象做詳細的研究，我們利用Matlab作為計算光子晶體色散關係的工具，Beam Prop作為模擬電磁場傳播的工具，並認為光子晶體之負折射現象實際上為繞射的一種表象，與負折射率無關，且利用光子晶體負折射現象無法達到完美透鏡成像，此一研究勢必有助於釐清負折射與完美透鏡的關聯。實驗上，我們對樣品做了製程設計與初步試作，利用奈米製程技術製作紅外波段之全角度具負折射光子晶體，希望藉由實驗觀察發散光源聚焦的現象。

關鍵字

光子晶體 ； 色散關係 ； 負折射

並列摘要

無資料

並列關鍵字

photonic crystal ； dispersion relation ； negative refraction

參考文獻

[1] E. Yablonovitch, "Inhibited Spontaneous Emission in Solid-State Physics and Electronics", Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987)

[2] S. John, "Strong Localization of Photons in Certain Disordered Dielectric Superlattices", Phys. Rev. Lett. 58, 2486–2489 (1987)

[3] S. Noda, T. Baba, "Roadmap on Photonic Crystals" (Kluwer Academic Publishers, 2003)

[4] H. Kosaka et al, "Superprism Phenomena in Photonic Crystals" , Phys. Rev. B 58, 10096 (1998)

[5] V. G. Veselago, "The Electrodynamics of Substances with Simultaneously Negative Value of ε and μ " , Sov. Phys. Usp. 10, 509 (1968)