一维光子晶体缺陷研究：传输矩阵法与FDK图像重建

"这篇论文探讨了一维光子晶体的特性，特别是存在缺陷的情况。通过传输矩阵法，作者分析了有限周期一维光子晶体的反射率和透射率，并研究了有缺陷的光子晶体的这些性质。文章指出，通过在光子晶体中引入掺杂，可以探索介电常数与第一能隙中掺杂模式频率的关系，进而提出一种测量介质介电常数的新方法。此外，论文还强调了光子带隙与介电常数变化的联系，这对于光子晶体在激光技术、非线性光学等多个领域的应用具有重要意义。" 在本文中，作者首先介绍了光子晶体的基本概念，这是一种具有周期性折射率变化的结构，类似于电子在固体晶格中的行为。光子在这些晶体中的行为受到光子带隙的影响，即在某些频率范围内，光无法在特定方向传播。光子带隙的存在对于抑制自发辐射和控制光的行为至关重要。 论文的主要贡献在于利用传输矩阵法来研究一维光子晶体的光学特性。通过对有限周期的光子晶体进行建模，作者观察到随着入射角的变化，反射率和透射率与频率的关系发生改变。特别地，他们在第十七层引入了一层不同折射率的介质，以此模拟缺陷。这种结构的对称性影响了光的传播，导致了独特的反射和透射模式。 论文进一步探讨了当改变介电常数时，光子带隙的宽度如何变化。通过在多层膜结构中引入掺杂，作者能够研究掺杂模式的频率与掺杂材料的介电常数之间的关系。这种方法提供了一种潜在的手段，用于精确测量介质的介电常数。 此外，论文还提到了光子晶体的潜在应用，如在激光技术中的零阈值激光器、光子晶体控制原子自发辐射的能力，以及制造低损耗光反射镜、高效率发光二极管和光通信设备的可能性。这些应用基于光子晶体能隙和掺杂带来的局域模式。 最后，作者提到，为了研究光子晶体，已经发展出了多种方法，如平面波方法和平面波扩展方法等。这些方法各有优缺点，但都在推动着光子晶体理论的进步和实际应用的发展。 该论文深入研究了一维光子晶体的光学特性，尤其是在存在缺陷时的行为，同时提供了测量介电常数的新途径，对于理解光子晶体的基本物理现象和未来的技术应用具有重要价值。