光子晶體材料在集成光學和光伏中的應用

第一章 光子晶體材料基礎
第一節(jié) 光子晶體材料介紹
一、光子晶體的概念
二、光子晶體中特殊的光傳輸現(xiàn)象
三、光子晶體材料的應用
第二節(jié) 光子晶體材料的能帶工程
一、光子晶體的禁帶工程
二、光子晶體帶邊（band-edge）工程
三、光子晶體的允帶工程
四、能帶工程展望
第三節(jié) 基于光子晶體的光集成發(fā)展現(xiàn)狀和存在的主要問題

第二章 光子晶體的設計理論
第一節(jié) 平面波展開法
一、本征值方程
二、Bloch理論
三、本征值求解
四、算法舉例
五、色散曲線分析
六、光子晶體中電磁場傳輸性質(zhì)
第二節(jié) 傳遞矩陣法
一、一維光子晶體結(jié)構(gòu)
二、傳遞矩陣的推導
三、計算實例
第三節(jié) 時域有限差分法（FDTD）
一、Maxwell方程
二、差分方程
三、FDTD算例

第三章 一維光子晶體性質(zhì)研究
第一節(jié) 一維光子晶體的能帶性質(zhì)
一、一維光子晶體的禁帶寬度
二、一維光子晶體禁帶簡并分析
三、一維光子晶體全方向反射鏡
第二節(jié) 一維光子晶體高階禁帶的特點
一、通訊波段禁帶邊緣的收斂特性
二、一維光子晶體高階禁帶的寬度和分布特點
三、一維光子晶體高階禁帶的容差特點
第三節(jié) 一維光子晶體缺陷態(tài)分析
一、單缺陷層的透射譜性質(zhì)
二、多缺陷層的透射譜性質(zhì)
三、缺陷能級的簡并性質(zhì)

第四章 二維光子晶體性質(zhì)研究
第一節(jié) 二維光子晶體能帶結(jié)構(gòu)優(yōu)化
一、通過改變格點形狀獲得完全禁帶
二、格點形狀改變對二維光子晶體能帶結(jié)構(gòu)的影響
三、復式格點的色散曲線特點
第二節(jié) 電磁場傳輸方向與二維光子晶體能帶問的關系
一、波矢在周期性平面內(nèi)二維光子晶體的色散性質(zhì)
二、波矢偏離周期性平面對二維光子晶體色散曲線的影響
三、波矢偏離周期性平面對不同填充比二維光子晶體的禁帶影響
四、色散曲線對光在光子晶體中傳輸方向的影響

第五章 光子晶體制作方法
第一節(jié) 精密加工法
一、機械加工法
二、層層疊加技術（Layer-by-layer）
三、光刻技術
四、納米壓印技術
五、光學方法
六、其他方法
第二節(jié) 自組裝法
一、常用自組裝方法¨
二、自組裝方法的一般過程
三、自組裝的主要特點
四、三維光子晶體中人工缺陷的制作
五、自組裝方法的展望

第六章 集成光學用光子晶體器件
第一節(jié) 集成光學簡介
一、集成光學的基本技術途徑
二、集成光學對材料的要求
三、光集成的發(fā)展方向
第二節(jié) 高階禁帶的性質(zhì)研究
一、實驗方法
二、高階禁帶性質(zhì)
第三節(jié) 高階禁帶寬帶濾波器設計
一、高階禁帶設計
二、實驗方法
三、結(jié)果和分析
第四節(jié) 反射式窄帶濾波器設計
一、正弦振蕩以微擾的形式疊加在多層結(jié)構(gòu)中各層的光學厚度上
二、正弦振蕩對多層結(jié)構(gòu)中各層的光學厚度進行調(diào)制
第五節(jié) 光子晶體帶阻濾波器
一、理論設計
二、試驗過程
三、結(jié)果和分析

第七章 光子晶體在晶硅電池陷光結(jié)構(gòu)中的應用
第一節(jié) 晶硅太陽電池發(fā)展狀況及趨勢
一、晶體硅太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
二、晶硅太陽電池發(fā)電成本分析
三、晶硅電池技術的未來發(fā)展趨勢
第二節(jié) 超薄晶硅太陽電池上表面陷光結(jié)構(gòu)研究
一、一維光子晶體結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
二、超薄晶硅電池的上表面陷光結(jié)構(gòu)要求
三、基于一維光子晶體材料的超薄晶硅太陽電池上表面陷光結(jié)構(gòu)設計
四、上表面陷光效果評估
第三節(jié) 基于一維光子晶體陷光的超薄晶硅太陽電池研究
一、結(jié)構(gòu)模型和陷光效果評估方法
二、不同厚度晶硅電池的光吸收情況
三、一維光子晶體表面織構(gòu)優(yōu)化
四、電池性能評估
參考文獻