1、隨著社會發(fā)展，人們對通信的速度、容量、質(zhì)量需求不斷提高，但目前光電網(wǎng)絡中信息的傳輸和交換，光子能量的高速與高效轉(zhuǎn)換等都受較低的光電轉(zhuǎn)換效率和較高的制造成本制約，在這種實際需求下，以相干理論為基礎的結(jié)合光學微納結(jié)構的一系列精確操控光子的研究應運而生。 要實現(xiàn)光子的精密操控，首先必須制備合適的微納結(jié)構。目前，對于微納結(jié)構，特別是光子晶體的制備，大部分仍停留在完整的光子晶體結(jié)構上。但實際上，具有缺陷的光子晶體才具有更高的利用價值與功能

2、。對光場的操控可分為在時間和空間上的操控。在時間上的操控主要是指利用線性光子光子晶體中的缺陷和非線性光子晶體將光場減速或靜止，減慢光的速度可應用于光延遲器，脈沖整形，光開關等方面，以及增強光與物質(zhì)相互作用。在光子的空間操控領域，理論和實驗都已證明，利用光子晶體帶隙改變光子態(tài)密度分布的特性，可使用光子晶體控制原子自發(fā)輻射的分布。論文對以上方面都做了較深入的研究： 1.利用激光的相干性，提出了在多光束激光空間相干干涉技術中加入各光束

3、相位的調(diào)節(jié)，得到各種不同功能的帶缺陷的光子晶體結(jié)構。在實驗上實現(xiàn)了一次曝光制作一維和二維光子晶體波導缺陷的全息光刻技術，在理論上模擬了帶缺陷的三維光子晶體的制備，并在此基礎上探討了制備大面積小周期的帶缺陷光子晶體的技術。 2.系統(tǒng)研究了線性硅平板光子晶體波導中實現(xiàn)慢光的方案：在二維光子晶體波導中，通過調(diào)節(jié)靠近波導的前兩列孔洞的位置來改變光子晶體波導的線性色散曲線，實現(xiàn)了光在波導中減速和低色散傳播。利用該方法，本論文實驗上已制作了

4、光傳播速度為0.02c～0.03c，帶寬超過10nm的低色散波導樣品。同時還研究了減小波導傳輸損耗的方法和利用慢光制作高效光脈沖整形器的可能性。 3.在使用共振吸收布拉格周期結(jié)構靜止超短激光脈沖的理論基礎上，提出了利用靜止光脈沖增強光的非線性轉(zhuǎn)換效率的理論，并以零速超短脈沖增強受激拉曼散射為例子展示了該理論。本論文提出的一維雙共振布拉格周期結(jié)構可將該過程中光子頻率轉(zhuǎn)換效率提高到85％，遠高于一般體材料中的拉曼抽運效率。同時，提出