二维光子晶体的电磁波理论及光子带结构

对二维光子晶体的电磁波理论及周期介质中的Bloch波解做了详细的推导；给出了光子晶体中禁带存在的理论依据；同时以三角格子晶格的二维光子晶体为例，验证了空气圆孔在电介质栅中的排列存在E偏振和H偏振的光子带隙重叠区绝对光子带隙．     

优化光子晶体量子阱透射能带结构的方法

利用传输矩阵法理论,通过数值计算、模拟的方式,研究优化光子晶体量子阱透射能带结构的方法,结果表明：适当调整光子晶体的周期排列结构时,可拓宽光量子阱阱层光子晶体的能带,即可扩大光量子阱透射谱分布的频率范围;当组成光子晶体介质由双正材料置换成双负材料时,光量子阱阱层光子晶体的多能带结构合并成很宽且完整的单能带结构,即可使光量子阱透射谱实现连续频率分布的多通道滤波功能.光子晶体排列结构和不同介质对光量子阱透射能带结构的优化效果不同,对光子晶体量子阱的理论研究、实际设计和应用等,均有积极的指导作用.     

含单负材料的光子晶体的紧束缚模型

对含单负材料的光子晶体进行理论研究，发现可以用固体物理学中的紧束缚近似方法描述含单负材料的光子晶体能带的形成机制，说明由单负材料组成的光子晶体的能带可以看成是电磁波在两种材料界面共振隧穿形成的局域模迭加而成的。其通带可以看成是局域模展宽所得到的，局域模之间的交叠积分决定着通带宽度的大小．     

二维光子晶体中光传输特性的数值模拟研究

本文将时域有限差分方法(FDTD)用于光子晶体理论研究，计算了光子晶体的透射率频率分布；并依据此透射率频率分布，直观地给出了不同频率段的光在二维方型完整光子晶体和有缺陷光子晶体中的一些传输特性。     

含一缺陷层一维磁流体光子晶体局域模磁场调控特性研究

基于磁流体的折射率磁场调控特性,利用传输矩阵法数值模拟了TiO2和纳米磁流体(水基Fe3O4)作为基元材料的一维光子晶体局域模的磁场调控特性.结果表明:具有(AB)NBB(AB)NA结构排列(N为正整数)的一维磁流体光子晶体的局域模波长会随着外加磁场强度的增大向短波方向移动,且最大调控量与周期数无关,折射率n c一定时,局域模波长随着介质层厚度的增大向长波方向移动;局域模的品质因子随光子晶体的周期数、介质层厚度的增大而增大.当光子晶体周期数一定时,局域模波长的调控量将随着介质层厚度的增大而增大.     

重力沉降法制备SiO_2光子晶体及其光学性质

采用重力沉降法在载玻片上制备了三维SiO2光子晶体,用扫描电子显微镜和紫外-可见分光光度计分别表征了样品的微结构和光学特性。结果表明：SiO2微球在三维方向上均为密堆积排列,由于（111）平面的布拉格反射,样品在[111]方向显示出光子带隙。随着SiO2球粒径的增大,光子带隙的中心波长位置发生红移,而且光子带隙的性质与沉积温度密切相关。     

光子晶体滤波器的滤波品质调制因素研究

利用传输矩阵法理论,通过数值计算模拟的方法,研究各种结构参数对光子晶体滤波器滤波品质的调制机制,结果表明:对于双正介质光子晶体,当光子晶体或光子晶体量子阱的排列周期数越大,或基元介质高折射率介质的折射率越大,光子晶体滤波器的滤波品质越高;对于单负介质光子晶体,当光子晶体介质层厚度越大,光子晶体滤波器滤波品质也越高;当双正介质光子晶体的介质换成双负介质时,光子晶体滤波器的滤波品质会降低,但随着双负介质折射率的负值增加,滤波品质会上升。光子晶体或光子晶体量子阱结构参数对滤波器品质的调制机制,为设计光子晶体滤波器以及形成其有效调制机制提供理论参考。     

二维光子晶体带隙参数扫描特性研究

把平面波展开方法(PWM)用于三角晶格二维光子晶体能带结构的数值研究,计算不同参数下三角二维光子晶体时的能带曲线,结果表明三角二维光子晶体介质中的空气柱比空气中的介质往在柱体半径等同时更易形成完全禁带.对TE模式两种情况都较容易形成禁带,介质中的空气柱时不存在完全禁带.     

二维光子晶体中的缺陷数值模拟研究

应用On-shell方法研究带缺陷的正方二维圆柱光子晶体,缺陷的引入使得原来不透电磁波的禁带中,出现了缺陷模,即某一波长的电磁波可以透过,计算结果表明缺陷模的频率与透射率随着缺陷的性质,即缺陷的大小和折射率及缺陷两边的层数而变化。     

二维光子晶体中的缺陷数值模拟研究

应用On-Shell方法研究带缺陷的正方二维园柱光子晶体，缺陷的引入使得原来不透电磁波的禁带中，出现了缺陷模，即某一波长的电磁波可以透过，计算结果表明缺陷模的频率与透射率随着缺陷的性质，即缺陷的大小和折射率及缺陷两边的层数而改变。     

正方介质柱二维光子晶体传输特性FDTD数值研究

把时域有限差分方法用于二维正方介质柱组成光子晶体传输函数理论研究,计算了若干情况下二维光子晶体的透射率即光传输函数随频率的变化。计算结果表明:对于一定的入射方向,某些频率的光不能在光子晶体中传播即出现所谓的禁带,禁带的宽度、频率范围与晶格结构、柱体截面大小及放置方位有关。     

五次对称与准晶体

晶体通常分为晶体与非晶体,晶体中原子排列具有周期性或长程有序;而非晶体中的原子排列呈无序状态。晶体学中指出,二维或三维结构的晶体围绕通过晶体中心的假想直线旋转轴作(2π/n)(n=1、2、3、4和6),角     

基于等离子体插层的双频光子晶体滤波器

在一维的完整光子晶体中对称插入两层等离子体缺陷形成双频滤波器.等离子是一种色散媒质,其等效折射率与电磁波频率和等离子体各参数有关,因而可以通过改变等离子体参数来改变光子晶体缺陷层的性质,从而使得缺陷层对电磁波的谐振频率发生变化,实现这种双频滤波器的频带的可调谐性.介质层和等离子体层分别采用了时域有限差分(FDTD)算法及分段线性电流密度卷积时域有限差分(PLJERC-FDTD)算法.数值仿真表明,这种结构的双频滤器可以在光子晶体禁带大范围可调谐,且透射频点具有较高的品质因数.     

有关金属晶体结构中几个难点问题的归纳与分析

<正>金属晶体作为物质结构模块的重点,虽然仍有许多未解之谜,但仅就高中化学而言,许多知识、理论已经基本成形,本文拟结合高考试题的考查热点加以总结归纳,以飨读者。一、晶体结构的堆积模型我们在分析金属晶体的内部结构时,通常从密堆积模型开始,晶体微粒可看成等径实心小球排列。因此,晶体微粒结构从一维、二维、三维逐次展开有以下几种。1.一维只有一种密排列方式;二维有两种排列方式,一种是非密置层排列,另一种是     

基于大容量数据的PCF的研究

目前大数据发展需要对信息传输能力要求越来越高,而在光纤通信中可见光范围的光子禁带光子晶体依然没有很好的解决,基于取样光纤光栅(SFG)、传输矩阵理论研制了新型光子晶体,采用两种不同的介电常数材料进行交替排列的周期性结构,通过SFG传输理论得到设计结构反射系数、透射系数。模拟分析和测试实验都得出以下一致的结果:设计的光子晶体结构出现多个反射峰,光栅长度的增加导致反射率明显增大,反射峰数目随着光栅长度的增加而变多,反射峰的间隔不发生变化;当增加调制深度时,带宽明显增加;反射谱随着折射率调制量增加,使得反射峰数目增加,以及反射率的显著增加,带宽明显变宽。研究结果对于光子晶体的推广应用具有明显的理论和实际意义。     

伟大探索光辉成就

1914年--劳厄劳厄(Max Theodor Felix Von Laue,1879-1960)因发现X射线在晶体中的衍射获得了1914年的诺贝尔物理学奖。自从1895年伦琴发现X射线以来,关于X射线的本质,科学家们提出了各自的看法。劳厄认为,X射线是电磁波。他在与博士研究生厄瓦耳交谈时,产生了用X射线照射晶体以研究固体结构的想法。他设想,X射线是极短的电磁波,而晶体是原子(离子)的有规则的三维排列。只要X射线的波长和晶体中原子(离子)的间距具有相同的数量级,那么当用X射线照射晶体时就应能观察到干涉现象。在劳厄的鼓励下,索末菲的助教弗里德里奇和伦琴的博士研究…     

关于光电效应中入射光强的正确理解

贵刊 2 0 0 0年第 8期刊登了两位中学教师合写的关于光电效应中入射光强的文章[1] .文章通过对光电效应规律的分析 ,得出两点结论 :(1 )入射光强只是反映单位时间内入射光子数多少的物理量 ,而与入射光的频率无关 ;(2 )在波动理论和量子理论中 ,光强的概念是不同的 .前者反映光的能量 ,后者反映光子数的多少 .对此 ,笔者实在不敢苟同 ,感到很有必要对这一在中学物理教学中流传甚广的错误观点加以澄清 .一、波动理论和量子理论中的光强概念由光的波动理论可知 ,光波是电磁波 .光波传播时 ,伴随着能量的传输 .对于平面单色波 ,为定量研究其电…     

二元三周期光子晶体透射能带特性的研究

用传输矩阵法理论研究二元三周期一维光子晶体(AmCnAm)k的透射谱,结果发现:在1 900～2 500 nm波长范围内,透射能带谱中出现一个较宽的透射通带,通带两侧的禁带中分别出现两组多条窄带共振透射峰,两组透射峰的条数均可分别由周期数k调节,且条数与k-1数值对应;光子晶体(AmCnAm)k透射能带谱对重复周期数m、n、k变化反应灵敏,当增大m,或增大n,或增大m、n时,光子晶体的透射谱向长波方向移动,即出现红移现象,其中m增大时透射谱红移速度最快,m、n同时增大红移速度次之;随着k,或m,或n,或m、n的增大,光子晶体透射峰的品质因子均不同程度的得到提高。这些特性对光子晶体的实际设计和应用均具有一定的指导意义。     

促进物理思维训练的好题

1.下列说法中正确的是( ). A.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度 B.麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在 C.由光子说可知,光子的能量是与频率成正比的,这说明了光的波动性与光的粒子性是统一的 D.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期     

浅谈光子晶体及其应用

本文介绍光子晶体及研究光子晶体的有关理论.光子晶体的应用及发展前景,目前有关光子晶体的理论与实验研究现状.