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研究生:沈辰燁
研究生(外文):CHENG-YEN SHEN
論文名稱:二維微共振腔光學圖案之研究
論文名稱(外文):The study of optical pattern with 2-D micro-cavity
指導教授:李晉東
指導教授(外文):Tsin-Dong Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:光學電子工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:77
中文關鍵詞:有限元素法微共振腔有限時域差分法光學圖案
外文關鍵詞:micro-cavityoptical patternFinite Elements MethodFinite Difference Time Domain method
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本論文主要目的在研究二維微共振腔之光學圖案,並利用有限時域差分法以及有限元素法來模擬設計二維微共振腔之光學圖案,利用改變微共振腔的形狀來調製出具備方向性放射的光學圖案,此外,可以使用非對稱的微共振腔以設計出具有高品質因子的微共振腔。
This dissertation addresses optical patterns in 2-dimensional micro-cavities. Finite difference time domain method and finite elements method are used to simulate the optical patterns with 2-dimensional micro-cavity. Unidirectional emission could be manipulated by tailoring cavity shape. In addition, cavity quality factor(Q) could be estimated in deformed micro-cavities for designing high Q resonators.
中文摘要 ……………………………………………………………………………………… i
英文摘要 ……………………………………………………………………………………… ii
誌謝 ……………………………………………………………………………………… iii
目錄 ……………………………………………………………………………………… iv
表目錄 ……………………………………………………………………………………… vi
圖目錄 ……………………………………………………………………………………… vii
一、 緒論 1
1.1 光學微共振腔的應用 1
1.2 光子晶體 3
1.3 橫向模態與方向性控制 4
1.4 研究動機 6
二、 模擬方法與光子晶體介紹 7
2.1 有限時域差分法(FDTD) 7
2.1.1 FDTD理論介紹 8
2.1.2 FDTD的邊界條件 17
2.1.3 平面波模擬的邊界條件設定 20
2.1.4 穩定條件 21
2.2 有限元素法 22
2.2.1 里茲法 22
2.2.2 有限元素法之求解 26
2.3 光子晶體共振腔設計 28
2.3.1 週期函數、傅立葉級數與倒晶格 29
2.3.2 布洛赫定理 30
2.3.3 布里淵區 33
2.3.4 光子晶體頻帶結構 36
2.4 共振腔Q值計算 37
三、 FDTD光學微共振腔模擬 39
3.1 FDTD模擬結構一 39
3.2 FDTD模擬結構二 42
四、 FEM電磁模擬 47
4.1 FEM模擬結構 47
4.2 FEM模擬結構二 54
4.3 FEM模擬結構三 60
五、 結論 65
參考文獻 66
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