一维光子晶体的禁带

本文从传输矩阵出发，详细推导了一雄光子晶体的禁带结构，得出了光子晶体的禁带位置、带宽、形状和组成光子晶体材料光学厚度、折射率对比、光子晶体结构的关系．     

一维光子晶体对微带天线性能的改善

采用传输矩阵理论,分析了带缺陷的一维光子晶体的传输特性,随缺陷层厚度和周期数变化的情况,并把这种结构应用于微带天线中,通过HFSS软件仿真,结果表明,相比于普通的微带天线,光子晶体天线的谐振频率有所降低,方向性得到了很大的改善。     

一维光子晶体周期层厚度对禁带宽度的影响

采用传输矩阵的计算方法,分析一维光子晶体对光传输特性的影响,利用MATLAB绘制一维光子晶体不同结构参数对传输光的透射率图谱,寻找到在1550nm光波附近禁带宽度与层周期厚度的关系．     

影响双负材料光子晶体能带性能的因素

利用传输矩阵法,通过数值模拟,研究周期不对称度、介质折射率等因素对双负材料光子晶体(AB)m1BCB(BA)m2能带性能的影响,结果发现:当周期不对称度△m=0,且m1=m2=m时,随着周期数m的增大,禁带中心单透射峰带宽逐渐变窄,禁带中心形成一条透射率为100%的超窄透射峰;当周期不对称度△m≠0,且△m逐渐增大时,禁带中心透射峰透射率逐渐降低,且禁带宽度越来越窄;当介质A折射率nA增大时,禁带宽度逐渐变窄,禁带中的透射峰带宽逐渐变宽;而介质B折射率nB逐渐增大时,禁带中心透射峰带宽逐渐变窄,禁带带宽逐渐变宽;当介质C折射率nC随着负值减小时,禁带宽度几乎保持不变,但禁带中透射峰带宽明显变窄。影响双负材料光子晶体能带性能的规律对设计诸如新型光学滤波器、光开关和全反射镜等光学器件有一定参考价值。     

一维光子晶体的带隙分析

光予晶体是一类介电常数周期性变化的人工电介质材料,有着非常广阔的应用前景．通过时域有限差分法（FDTD）,研究了一雏光子晶体的带隙位置随着介质填充率的变化规律．随着介质填充率比值的减小,禁带中心位置向短波方向移动,说明调节一雏光子晶体的介质填充率来实现对禁带的调制是有效的．     

掺杂一维光子晶体透射谱研究

用传输矩阵法计算模拟掺杂(含缺陷)一维光子晶体模型(ABCn AB)m 的透射谱,当n=1,(AB-CAB)m的透射谱出现了有规律的共振透射带,具有宽带滤波的特性,当m=10时,(ABCAB)10随缺陷层C的折射率nc的变化,禁带中心频率处(1.0ω/ω0)出现了一个带宽由大变小变化的透射带,且每个透射带又分裂为恒定透射率的多个透射峰;当m=10,n为奇数时,模型(ABC nAB)10 的透射谱出现奇数个透射带,n为偶数时,出现偶数个透射带,且每个透射带均分裂为9个透射峰.这些特性可用于设计可调性多通道滤波器等.     

基于一维三元光子晶体的全向可调反射器设计

基于一维三元光子晶体(CBA)^N结构设计了全向可调反射器,用传输矩阵法对该结构TE和TM两种模式的电磁平面波传输特性进行了研究,分别讨论并得到了在这两种模式电磁波下半导体GaAs厚度、入射角和外部压强等该反射器的结构优化参数。经过理论计算与数值模拟发现,用该结构制成的反射器对TE波与TM波都能产生全向的光子禁带,并且半导体GaAs的介电特性在近红外波段受外部压强调节,为设计该波段压强调控的全向反射器提供了理论依据。     

一维双折射型光子晶体的透射特性

利用传输矩阵,计算了一维双折射型光子晶体的透射谱。得出了双折射型光子晶体的禁带同入射光的     

光子晶体材料及其应用前景

介绍了光子晶体的基本概念，阐述了光子晶体的最新进展以及主要特性和应用。     

THz频域层状一维光子晶体光纤的设计

针对传统金属微波波导和介质光波导难以解决飞秒激光脉冲作用于光电导天线或光整流晶体产生的0.1-4THz脉冲辐射传输中的群速色散问题,光子晶体光纤在色散设计方面具有很强优势.本文利用光在多层介质中传输的传输矩阵法对层状一维光子晶体光纤进行数值计算,并通过对THz频域材料特性的研究,设计出适合于传输0.1-1THz频段的层状一维光子晶体光纤.     

基于二维光子晶体带隙的研究

应用平面波展开法对二维光子晶体分别在E偏振和H偏振下的带隙进行仿真计算,寻找到空气圆柱在背景基质硅中排列的四方和三角晶格光子晶体出现最大带隙时的孔隙率r/a=0.48,并算出它们的最大带隙宽度.对于四方晶格,最大完全带隙宽度ΔGmax=0.017（ωa/2πc）,归一化频率（ωa/2πc）范围在Δω=（0.448-0.456）,对于三角晶格,最大完全带隙宽度可达ΔGmax=0.076（ωa/2πc）,归一化频率（ωa/2πc）范围在Δω=（0.455-0.531）.研究结果对在实验上制作空气圆柱在背景基质硅中排列的四方和三角晶格光子晶体提供理论指导.     

在低频区具有大带隙的长方晶格二维光子晶体

利用降低光子晶体的对称性来提高绝对禁带宽度，在长方网格边上加正方介质柱而构成像素型长方晶格二维光子晶体，用快速平面波展开法计算其能带结构，通过参数优化，在低频区找到最大绝对禁带宽度△ωe=0．119ωe（ ωe=2πc／a，a为晶格常数，c为光速），绝对禁带中心频率ωmid=0．829ωe，△ω/ωmid=14，4％。     

一维声子晶体带隙研究概述

文章对声子晶体的概念、基本特征和分类进行简要概述.总结分析一维声子晶体的三种简化模型和一维声子晶体的计算方法及其带隙研究成果.展望一维声子晶体在低频振动、噪声控制、抗振防震方面的应用可能,为深入研究一维声子晶体提供依据.     

双正、双负和单负介质光子晶体能带的比较研究

利用传输矩阵法理论,对双正、双负和单负介质构成的对称结构光子晶体能带谱进行了对比研究,结果得到：由不同介质材料构成的对称结构光子晶体,其能带谱存在很大的差异,其中以单负介质光子晶体禁带宽度最宽,双负介质光子晶体次之,双正介质光子晶体的禁带宽度为最窄;当周期数变大时,光子晶体禁带中的透射峰带宽均逐渐变小并趋于尖锐,且以单负介质的光子晶体透射峰带宽减小的速度为最快;介质厚度dB对单负介质光子晶体的调制效果要优于对双正和双负光子晶体的调制效果;入射角对单负介质光子晶体能带谱的影响要大于对双正和双负介质光子晶体.不同介质材料构成的对称结构光子晶体的这些光传输特性,可为镜像对称结构光子晶体的设计以及窄带或是宽带光子晶体光学滤波器件等提供理论指导.     

含一液晶缺陷层一维光子晶体电控光开关的设计

当电场足够强时,可将向列相液晶看作单轴介质.基于液晶的电场调控特性,通过传输矩阵法数值计算了含一向列相苯乙炔型液晶缺陷层一维光子晶体缺陷模的电场调控特性.数值结果表明,缺陷模波长将随着入射光方向与电场方向间夹角θ的增大向短波方向移动,通过改变夹角θ可实现光开关的功能.     

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.     

介质厚度对一维三元结构光子晶体透射谱的影响

用传输矩阵法研究各介质层厚度对一维三元光子晶体(CBA)m(ABC)m透射谱的影响,结果发现:在很宽的禁带范围内,仅出现一条透射峰,且随着m的增加透射峰越加精细;随着A、B、C各介质层厚度的增加,透射峰均向长波方向移动,三者厚度同时增加时透射峰移动速度最快,单层厚度增加时,增加C层厚度透射峰移动最快,B层次之,A层最慢;随着各层介质厚度增加,光子禁带向长波方向移动,各层厚度同时增加时主禁带移动的速度最快,单层厚度增加时,移动速度快慢依次为C层、B层、A层。随着各层介质厚度同时增加或是C、A单层增加,禁带加宽,但B层厚度增加禁带反而变窄。一维三元结构光子晶体的这些特性,为光子晶体设计不同频率范围的光学滤波器、反射器等提供指导。