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書籍詳細

  フォトニック結晶の基礎と応用

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吉野勝美 阪大名誉教授 工博 著

武田寛之 工博 著

発行年月日:2004/03/31 , 判 型: A5,  ページ数:234頁

ISBN:978-4-339-00767-1,  定 価:3,024円 (本体2,800円+税)

フォトニック結晶を用いる新しい光技術は,新しい時代を支える基盤技術と考えられる。本書は,そのフォトニック結晶について,基礎理論や作製方法から始まり,またそれを用いた応用事例についてまでも詳解した専門書である。

【目次】

1.フォトニック結晶概論
 1.1 フォトニック結晶とは
 1.2 自然界のフォトニック結晶

2.フォトニック結晶の基礎理論
1.フォトニック結晶概論
 1.1 フォトニック結晶とは
 1.2 自然界のフォトニック結晶

2.フォトニック結晶の基礎理論
 2.1 マクスウェル方程式と電磁波
 2.2 フォトニック結晶の研究背景:シュレーディンガー方程式との対比
 2.3 計算方法:平面波展開法
  2.3.1 固有値方程式の導出
  2.3.2 ブラッグ条件
  2.3.3 第一ブリユアン領域
 2.4 計算方法:FDTD法
  2.4.1 差分方程式の導出
  2.4.2 二次元空間での導出
  2.4.3 励振源
  2.4.4 吸収境界条件

3.フォトニック結晶のフォトニックバンド構造
 3.1 一次元フォトニック結晶
 3.2 二次元フォトニック結晶
  3.2.1 TE,TMモードの分類
  3.2.2 正方格子フォトニック結晶
  3.2.3 三角格子フォトニック結晶
 3.3 三次元フォトニック結晶
  3.3.1 面心立方格子
  3.3.2 ダイヤモンド格子
  3.3.3 完全フォトニックバンドギャップをもつ面心立方格子
 3.4 二次元スラブ型フォトニック結晶
  3.4.1 even,oddモードの分類
  3.4.2 三角格子スラブ型フォトニック結晶

4.フォトニック結晶中の欠陥
 4.1 局在モード
  4.1.1 一次元の時
  4.1.2 二次元の時
 4.2 導波モード

5.フォトニック結晶の性質と概念の拡張
 5.1 透過率
 5.2 群速度異常
 5.3 バンド端の定在波
 5.4 状態密度
 5.5 負の屈折効果
 5.6 非結合モード
 5.7 金属フォトニック結晶
 5.8 アモルファスフォトニック結晶,フォトニック準結晶
  5.8.1 アモルファスフォトニック結晶
  5.8.2 フォトニック準結晶
  5.8.3 その他
 5.9 フォノニック結晶

6.フォトニック結晶の作製方法
 6.1 三次元フォトニック作製法
  6.1.1 一般的な作製方法
  6.1.2 具体的な作製方法
 6.2 二次元フォトニック結晶の作製法
 6.3 一次元フォトニック結晶の作製法
 6.4 オパール,反転オパール及びレプリカ

7.フォトニック結晶の応用
 7.1 フォトニック結晶の応用概念
 7.2 フォトニック結晶とレーザー
 7.3 フォトニック結晶光学素子
  7.3.1 光導波路
  7.3.2 光分岐回路
  7.3.3 波長フィルター
  7.3.4 偏光フィルター,偏光分離素子
  7.3.5 分散補償,パルス圧縮など
  7.3.6 スーパープリズム効果
  7.3.7 その他
 7.4 フォトニック結晶光ファイバー
 7.5 チューナブルフォトニック結晶
 7.6 フォトニック結晶とチェレンコフ放射
  7.6.1 チェレンコフ放射発生素子
  7.6.2 高速半導体素子

8.多様なフォトニック結晶とその理論
 8.1 二層構造球体からなるオパール型フォトニック結晶
 8.2 弾性体中でのフォトニック結晶
 8.3 銅酸化物高温超電導体からなるフォトニック結晶
 8.4 液晶を用いたフォトニック結晶
  8.4.1 液晶の性質
  8.4.2 平面波展開法による計算方法
  8.4.3 液晶ロッドを用いた二次元フォトニック結晶におけるチューナブル屈折効果
  8.4.4 液晶の異方性を用いた非結合モードの消滅
  8.4.5 液晶Y型導波路
  8.4.6 一次元チューナブルフォトニック結晶と応用
  8.4.7 螺旋構造物質と一次元フォトニック結晶
 8.5 その他

9.付録
 9.1 直交性の導出
 9.2 平面波展開法における固有値方程式の導出
 9.3 e(G)とe■(G)の関係
 9.4 一次元フォトニック結晶の固有値方程式の導出
 9.5 二次元フォトニック結晶の固有値方程式の導出
  9.5.1 TEモード
  9.5.2 TMモード
 9.6 e(r)のフーリエ係数e(G)の導出
  9.6.1 一次元フォトニック結晶
  9.6.2 二次元フォトニック結晶
  9.6.3 三次元フォトニック結晶
  9.6.4 二次元スラブ型フォトニック結晶
  9.6.5 欠陥をもった二次元正方格子フォトニック結晶
 9.7 群速度の導出
 9.8 金属フォトニック結晶の固有値方程式の導出
 9.9 フォノニック結晶の固有値方程式の導出
 9.10 4×4マトリックス法の導出

索引

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