摘要 本論文係採用以余氏網格為基礎所建立之三維有限差分頻域法來分析三維光子晶體元件的能帶結構。利用均勻網格及週期性的邊界條件,我們可以很容易地從馬克斯威爾旋度方程式,推導出三維光子晶體能帶結構的特徵矩陣方程式,並求出能帶結構圖。為了處理光子晶體結構中介質介面不連續的問題,我們利用折射率加權平均法以增進數值計算的精確性並加速數值計算的收斂性。 本研究中,我們先探討兩種三維結構的簡單立方光子晶體,包括球型結構與鷹架型結構。利用三維有限差分頻域法來獲得這兩種光子晶體的能帶結構,並將該數值結果與其他數值方法所獲得的結果相互比較與探討。另外,折射率加權平均法對數值結果的影響也會加以討論。我們也分析與探討有限厚度的三維光子晶體平板,成功地獲得此種光子晶體平板的能帶結構,並在能帶結構中以光錐表示非導波模態。為了減少計算的時間與計算器記憶體的使用量,我們在數值模擬中引入此三維光子晶體的鏡射對稱。利用這個概念,我們成功地獲得偶模態與奇模態的縱剖面模態輪廓圖,並與鏡射對稱條件相符合。此外,我們也分別計算了被支撐於空氣、介質材料與週期性結構的三維光子晶體平板,從其能帶結構圖中可以發現光子晶體能隙出現於光子晶體折射率與支撐背景折射率差異較大的時候。我們的三維有限差分頻域法的計算可以有效地獲得三維光子晶體結構圖,並可繼續應用於分析更多實際的結構。An Yee-mesh-based three-dimensional (3-D) finite-difference frequency-domain (FDFD) method is proposed for the band structure analysis of 3-D photonic crystal (PC) devices. With uni...
左手材料具有克服光學繞射極限的超級透鏡的效應。近年來,光子晶體能夠模擬全角度左手材料的一些性質。其中美國麻省理工學院的光子晶體能帶程式被用來計算二維蜂巢狀結構光子晶體的能帶結構。另一方面,我們利用有限...
在這篇論文裡,我們利用半經驗Pariser-Parr-Pople(PPP)模型,研究了任意光學向量奈米碳管的基態與激態。我們發現,一般認為的奈米碳管能隙與光學向量的關係,只在緊束縛近似下有效。如果將電...
[[abstract]] 近年來3D影像的相關技術已趨近成熟,各家大廠無不積極地開發新的立體顯示設備。但是眾多廠牌的立體顯示設備規格並不盡相同,彼此之間並無法完全相容。因此發展出一個系統能適用於多種...
在本論文裡,我們採用以曲線混和型元素為基底的全向量有限元素虛軸波束傳播法搭配完美匹配層來精準地分析兩種以不同導波機制-修正型全反射導波與光子能隙導波-來導光的光子晶體光纖。 我們首先經由調整單極化單模...
本論文提出以全向量有限差分頻域法推得標準特徵方程式,以之分析具各向異性材料的光波導及光子晶體。利用全向量式有限差分頻域法之波導模態求解模型,得以簡單而有效率地計算出含任意導電率張量的各向異性光波導的導...
本論文之目的在於發展並應用有限差分時域法於不同材料特性之光電問題。我們使用軸向完美匹配層,搭配輔助微分方程,發展並分析有限差分時域法對於各向異性材料、金屬色散材料、以及非線性材料之模擬技巧。在傳統介質...
隨著科技的進步,資料蒐集的方式進入了另一個新的階段,龐大且複雜的資料也帶給分析師更大的挑戰。而面對大數據時,資料降維在統計推論上就成了一個非常關鍵的步驟。 主成分分析(PCA)該是目前最廣為人知,對...
本論文研究之目的是設計並實現一新型、長行程、三自由度運動的奈米級定位平臺,此平臺能夠整合並應用於原子力顯微鏡來達成長行程與精密定位之需求。在本論文中,對於硬體架構、電磁致動器設計以及高效能的控制器設計...
在本論文中,採用尤拉-拉格朗日基本解方法分析對流-擴散方程式、柏格斯方程式以及奈維爾-史托克斯方程式。尤拉-拉格朗日基本解方法是由尤拉-拉格朗日法以及基本解方法所組成,因此兼具兩種方法的優點。利用尤拉...
隨著多媒體技術的日新月異,藉由電腦動畫創造的虛擬角色在數位產業中也有越來越受到重用的趨勢。然而在實務上,當動畫師要為一個虛擬角色創作一連串的動畫時,除了設計其三維模型之外還要為其製作骨幹、設定骨幹與表...
本研究中我們針對馬克思威爾方程式發展三維時域樂勤得(Legendre)擬譜方法來分析單顆銀奈米球和銀奈米棒陣列的光學性質。藉由三套商用軟體並搭配自行開發的平行化程式,我們建構了一個從網格建立到計算完成...
影像訊號在儲存或者傳送至網路之前通常會經過壓縮處理。在許多應用當中,例如轉換編碼,直接對壓縮位元流進行處理的運算成本比經由完全解碼再對訊號進行處理的運算成本低。影像壓縮技術一般使用離散餘弦轉換將影像訊...
文探討一種錯誤更正碼的技術,低密度同位元檢查碼(Low-Density Parity- Check Code, LDPC),其中包含碼的組成、碼的編解碼、及其遞迴解碼演算法,進而引入硬體設計的概念,分...
本篇論文主要在於探討氮化銦鎵/矽多接面堆疊太陽能電池,為 了研究多接面堆疊太陽能電池,我們發展了一個等效穿隧層模型來 模擬多接面堆疊太陽能電池。當我們想計算多接面堆疊太陽能電池 的電流電壓曲線時,我們...
鐵原子與苝四甲酸二酐分子能在金(111)表面自組裝形成數十奈米長的奈米線,具有分子自旋電子元件的應用潛力。在這篇研究中,我們以第一原理探究包含與不包含金基板的鐵-苝四甲酸二酐奈米線的幾何結構、電子...
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