如直波导大角度波折波导以及滤波器的理论设计的低级阶段转入到这些器件在实际光系统中的特性研究上来。
光子晶体的制造瑕疵问题被如此的关注是十分自然的，由于在光子晶体的制备中不可避免的引入了制造瑕疵，这类制造瑕疵所引起的损耗阻碍了光子晶体薄板的实用化进程。
除了制造方面的瑕疵问题，另一不可避免的问题是光子晶体薄板在制造和利用中所带来的空气氧化问题。
光子晶体设备不是事情在真空中，那么由于各种化学过程使得光子晶体的每个组原的组成特性，在不同的介质交界处发生改变。
多孔薄板构造的孔表面不可避免的含有，与背景材料特性不同的氧化介质层。直到本日关于该问题的研究宣布还很少见，只有G lush k o等人涉及了这个问题。
然而G lush k o等人处理的工具是二维空想光子晶体很随意马虎理解二维光子晶体并不适宜实际利用。
与此相反二维光子晶体薄板，由于垂直方向上的折射率的差别，可以使得在该方向上传输的光受到足够的约束。
现有成熟的半导系统编制造技能可以被用来制造二维光子晶体薄板，这使得光子晶体薄板成为密集集成光路的有力竞争者。
为了充分理解二维光子晶体薄板的光特性，研究光子晶体薄板特性与其各种构造参数的关系，成为了必要这个中就包含氧化层的各个参数。
另一方面在多孔构造中，故意识的引入中间附加层，也是被广泛运用的技能。对付光子晶体薄板额外分量的引入，拓宽了调度光子晶体薄板色散特性的自由度。
事实上制造能够通过外部成分调节光子能带位置的光子晶体，也是现今光子晶体研究的一大方向。
已经存在多种成熟技能可以在多孔光子晶体薄板中引入中间层，例如，热氧化技能，氧化刻蚀技能和原子沉淀技能(ALD)。
个中，精确度高而且随意马虎掌握的ALD方法是最有前景的一种，利用ALD方法，在多孔硅材料中的空气孔表面成长出的薄膜厚度的精度可以达到0.05mm。
本文理论研究了三组分光子晶体薄板的特性。在均匀介质薄板上以三角格子办法排列圆形空气孔。
且在空气孔与背景介质的交界处有一厚度为d的环形介质中间层，这一构造被称为三组分光子晶体薄板，如图所示。
薄板厚度为h空气孔半径为R,背景介质，孔内的空气和空气孔外层的中间层介质的介电常数分别标示为E,e和e,这一构造常日被称为空桥波导。
三组分光子晶体薄板中水平方向上光的传播被光子晶体带隙效应(PBG)约束，垂直方向的传播则由全内反射效应所约束。
为了使得光在光子晶体薄板中低散射损耗传输，平板波导在垂直方向上具有层间高介质常数比是使得光被严格限定在中央层内的必要条件。
理论剖析对付周期介电函数e(r),第n能带上波矢K处所对应的电磁布鲁赫波知足麦克斯韦方程：8▽×[e'(r)▽×H(r)]=²H(T)(1)
和H(分别是本征频率和本征矢。第三分量引入后，得到的新的介电函数，本征频率和本征矢分别记为(r),以及H(r)。
根据微扰理论，忽略微扰高阶项，则从方程(1)可以随意马虎得到：▽×e⁻¹(r)▽×0H+▽×[e⁻'(i)-e(r)]▽×Ha(2)
个中，Hk=Hk+OHk式中积分区域为单胞区域，D&(r)为电位移矢量。只有在第三分量插入位置上e(r)-e⁻(r)不为零，为小量函数那么由方程(3)可以得到<,即意味着能带下移。
其余，根据电磁微分事理，低频模的能量紧张集中在高介质常数介质中，而高频模的能量则紧张集中在低介电常数介质中。空气孔外层处的第三种介质(e;>1)的插入对高频模的影响更大，这就意味着高频模下移量要大于低频模的下移量。
上述微扰理论揭示了含有第三分量的光子晶体薄板能带下移的物理起源，然而这一理论中忽略了微扰高阶项的浸染，以是由方程(3)只能得到下移量的近似结果。波导模展开方法已在许多文献中被详细的描述过。
本文打算中所用的介电函数的傅里叶展开含有259个倒格矢分量和四个等效均匀介质薄板波导的波导模，如此选择足以担保所打算得到的光子本征模的收敛性。因此得到的光子本征模可以认为是可靠的和精确的。
介质中间层对光子晶体薄板能带构造的影响图中显示了本文研究的二维三角格子光子晶体薄板。与一样平常的光子晶体空气孔薄板比较，在空气孔表面存在额外的中间层。这一光子晶体薄板高下由空气所覆盖，该介质薄板波导是对称的。
在对称的光子晶体薄板中，波导导模可以被划分为TE-like和TM-like模。一样平常情形下，只有对TE-like模才存在较大的能带带隙，这一带隙常日在光子晶体薄板器件中被利用。
而对付TM-like模并不存在可以利用的能带带隙，以是本文中只打算了TE-lke摸得能带构造。图中给出了在R=0.45a h=0.45a的三角格子光子晶体薄板的光子模能带构造，个中频率单位为a/2πc是频率，波矢单位为a/π。
阴影部分表示了三角格子光子晶体薄板的各布里渊区中的连续态的TE-like模在该简约布里渊区内的叠加。从图中可以看出比较于无中间层的情形，含有额外介质(e;>1)中间层的光子晶体薄板的能带下移。
这与上述的微扰理论的结论完备符合。其余，由电磁微分事理可以得到能带越高，它的下移频率数值越大，从而导致了更窄的光子带隙。这些都在图中可以被清楚地看到。
对光子晶体薄板中的最低带隙的带隙边界的影响。由方程可以看到随着空气孔边缘处的中间层厚度增加，带隙边界下移量增加。而且，中间介质层的介电常数越大，下移量也越大。
纵然在中间层的厚度仅为0.01a,能带边界的移动已很明显。具有a=0.5“m,孔半径R=0.225a介质中间层厚度d从0到4 0nm的实际光子晶体薄板带隙边界的位置移动量被定量打算。
表中给出了含有三种不同厚度的介质中间层的光子晶体薄板的TE-like模带隙边界。当薄板厚度为0.45a时，比较于不含介质中间层的光子晶体薄板，含有厚度为d=0.01a和d=0.02a的薄板带隙边界的位移量分别达到1.62%和3.02%。
频移的绝对数值为20多纳米。有文献宣布了在二维硅材料光子晶体中，由于克尔非线性效应造成的带隙边界移动量可以达到30 nm,这与表中所列的由于额外介质中间层的引入所造成的移动量是一个数量级。
因此，在某些情形下，尤其当晶格长度很小的(a1“m)构造中，为了得到具有可靠性能的光子晶体薄板器件，人们不得不考虑额外中间层给光子晶体薄板器件带来的性能偏差。
其余，本文还稽核了不同的厚度的介质中间层对光子晶体薄板带隙的影响。在光子晶体薄板厚度h为0.3a时，带隙边缘相对移动量在中间层厚度为0.01a和0.02a的情形下分别达到1.28%和2.65%。
这明显的小于薄板厚度为0.45a的光子晶体薄板中的相应值。介质中间层对光子晶体薄板的影响与该薄板的厚度紧密干系。薄板厚度越大，光子晶体薄板的能带对中间层的影响越敏感。
图中给出了带隙宽度与相对应的中央频率的比值与介质中间层厚度的关系。总体变革趋势是：随着介质中间层的厚度的增加，带隙宽度首先单调增加到某一峰值然后再由这一峰值单调减小。
总存在某段d值可以使得带有介质中间层的光子晶体薄板能带带隙大于相应的不含介质中间层的光子晶体薄板能带带隙。值得把稳的是当介质中间层较厚时(>0.7a),介电常数e;越大，则带隙宽度越小。
事实上，在厚度为0.45a的不含中间层的光子晶体薄板中，最大的带隙宽度涌如今孔半径R为0.436a处。
由于中间层的涌现，孔半径减小，带隙宽度增加，最大带隙宽度涌如今孔半径为0.436a附近，详细数值取决于中间层介电常数。中间层介质的介电常数越小，归一化的带隙宽度的峰值对应的半径值越小。
接下来，本文稽核了中间层的介电常数与能带边界之间的关系。图中描述了含有几种不同介质中间层厚度的光子晶体薄板的能带带隙，与中间介质层的介电常数之间的关系，这些构造中薄板的厚度和孔径分别是R=0.45a,h=0.45a。
中间介质层越厚，带隙边缘也越低。图中表明随着e;增加，相对带隙宽度在较薄(<0.07a)的介质中间层厚度环境下，呈增加趋势；而在较厚(>0.07a)的介质中间层的情形下，则呈减小的趋势。这与图中所描述的环境是符合的。
结语本体裁系研究了光子晶体空桥系统中由于空气孔表面的介质中间层的引入对光子晶体薄板的光性能影响。纵然是非常薄的低介质常数的介质中间层的引入也会很明显的影响到光子晶体薄板的性能。
其余除了对光子晶体薄板性能的负面影响在光子晶体薄板中引入额外的介质中间层对降落光子晶体薄板中的导模固有损耗有着积极意义。
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