【摘 要】
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连续域中的束缚态（Bound states in the continuum,BIC）是位于连续域内部并与扩展波共存,在没有任何辐射的情况下仍然被完全限制。光子学领域的BIC为光子晶体、亚表面甚至亚波长隔离谐振器提供了一种获得高品质因子（Q因子）的简单方法。因此,在微纳全光集成回路、生物传感、慢光以及光存储等领域获得广泛的应用。本论文主要以光子晶体（Photonics Crystal,Ph C）板
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连续域中的束缚态（Bound states in the continuum,BIC）是位于连续域内部并与扩展波共存,在没有任何辐射的情况下仍然被完全限制。光子学领域的BIC为光子晶体、亚表面甚至亚波长隔离谐振器提供了一种获得高品质因子（Q因子）的简单方法。因此,在微纳全光集成回路、生物传感、慢光以及光存储等领域获得广泛的应用。本论文主要以光子晶体（Photonics Crystal,Ph C）板矩形微纳孔阵列结构等不同类型的微纳孔结构作为BIC的研究对象,运用时域有限差分法（FDTD）和耦合模理论（CMT）相结合的方法对BIC进行调控。具体研究内容:1.通过对晶格常数、纳米孔尺寸、插入层电介质和周围电介质进行调控来研究纳米孔阵列结构（十字形、T字形、7字形）的BIC,使其BIC的Q因子大于10~5;2.通过调节U形纳米孔尺寸、不对称的方式,来研究对其BIC的影响;3.通过调节U形对称结构中的三个矩形纳米孔其中之一的电介质,来研究对其BIC的影响;4.以双层Ph C板为研究对象,通过调整破缺矩形环纳米孔的对称与不对称对BIC数目的影响;5.通过调节Ph C板之间的距离、入射角度,研究对破缺矩形环纳米孔阵列结构BIC的影响。本研究结果:1.十字型纳米孔阵列结构由于对称不相容可以得到的BIC;T字型纳米孔阵列结构由于对称结构的对称面与入射光的振荡方向是平行的,无法得到的BIC;7形纳米孔阵列结构不具有镜面对称特性,无法得到BIC;2.U形纳米孔的大小,可以控制at-ΓBIC的位置、结构不对称的方式不同,其Q因子也不在同一个数量级上;3.双层Ph C板对称破缺矩形环纳米孔阵列结构之间的对称与不对称都可以同时得到多个BIC;4.可以在任意入射角下实现可调谐BIC;5.双层Ph C板破缺矩形环纳米孔阵列结构为研究板间相互作用共振提供了一个简单的平台。本研究旨在为新型的可调生物传感器、完美滤波器和波导等各种应用中基于光学连续域中的束缚态的元件设计提供理论基础。
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