中文摘要：

本项目围绕负折射率材料与电磁场之间的相互作用，研究含负折射率材料的光子晶体中光脉冲的传播行为。多成分复合周期性结构中光子能带与能隙结构及其对光子传播的影响，以及光子微腔阵列中光子特异的非线性光学响应。 在负折射率材料中，蕴含着许多新奇的物理现象，为设计功能器件提供了崭新的物理机制。对负折射率材料中光子奇异传播行为的研究不仅可以加深人们对负折射率材料基本物理过程的了解，而且对负折射率材料的应用与相

结论摘要：

本项目首先对一维光子晶体中含色散介质微腔进行了研究。采用洛仑兹振子模型，对线性层及色散δ层均采用传输矩阵的方法，研究了一维含色散介质的光子晶体微腔中的简正耦合模。通过引进该结构的复有效折射率，对含色散介质的系统，由于带隙中间的共振模被湮灭并分裂为左右两个耦合模，其复有效折射率虚部在原共振峰处跃变为一较大值，而在新生成的两个耦合模附近趋近于零，我们给出了光与色散介质相互耦合而形成的腔极化激元的清晰的物理图像。然后我们上升到二维光子晶体进行了一些基础研究。将三光子晶体单模波导平行靠近形成定向耦合器，分析了入射光场的一、二重像的位置，二重像成像于两边的光波导之中，基于此设计了一种超短、高效的光功分器。减小各单模波导之间介电柱的尺度能明显缩短成二重像的距离，实现更为超短的光功分器设计。采用时域有限差分法对光功分器进行了模拟，并计算了光功分器的输出效率,分析了损耗并通过调整介电柱的位置提高了输出的效率。下一步，着手在二维光子晶体的基础上，设置负折射率结构缺陷和非线性或者色散介质微腔，研究那些常规光子晶体所没有的特殊性质。