光子晶体研究及其应用

光子晶体是20世纪80年代末提出的新概念和新材料，本文回顾了光子晶体的发展历史，主要阐述了光子晶体的重要性质及理论研究方法．展望未来可能的应用。     

光子晶体

光子晶体是20世纪80年代末提出的新概念和新材料,迄今取得异常迅猛的发展,是一门正在蓬勃发 展的有前途的新学科.光子晶体不仅具有理论价值,更具有非常广阔的应用前景,这个领域已经成为国际学术 界的研究热点.本文介绍光子晶体的基本概念,理论研究方法以及应用前景.     

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.     

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.     

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。     

光子晶体光纤的理论模型研究

介绍了光子晶体光纤的主要研究进展和理论模型,并探讨这些理论模型的优点及缺点,使广大研究者研究光子晶体光纤不同特性时可根据各个理论的优缺点选用合适的理论模型,进而快速得到比较精确数据,为研究光子晶体光纤选择理论模型提供快速而有效的途径。     

影响一维光子晶体禁带性能的常见因素

运用传输矩阵法理论和MATLAB软件编程计算模拟相结合的方法,以实例说明和分析影响一维光子晶体禁带性能的常见因素,为一维光子晶体研究和设计提供参考.     

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。     

二维光子晶体中的无序数值模拟研究

0　引言光子晶体是一种人工制造的新型光子材料 ,三维光子晶体首先在 1987年由雅伯罗诺维奇 (Ｙａｂｌｏｎｖｉｔｃｈ)制备成功 [1] ,接着一维 ,二维 ,三维光子晶体的有关实验与理论研究多了起来 [2～ 7] ,光子晶体由不同介电常数的材料间隔周期排列而成 ,当电磁波入射其上时在某一波段范围内电磁波不能透射过去 ,很象固体物理学中晶体的能带 ,所以引进禁带与带隙的基本概念 ,光子晶体具有很多方面的应用对其进行理论与实验研究对于发展非线性光学和光电子领域将具有广阔的前景。二维光子晶体是一系列介质园柱 (或球 )在空间二维周期排列 ,…     

二维正方晶格光子晶体的光子带隙分析

运用平面波法研究了光波由面内入射到二维正方晶格光子晶体时的光子带隙,详细讨论了原子半径、原子介电常数及引入不同结构缺陷对光子晶体光子带隙的影响.结果表明:设置不同的原子半径和介电常数,可以得到不同波长范围的光子带隙;引入不同的缺陷结构,可以在禁带中形成不同频率的通带.因此,为了使不同波长的光波通过,可以在光子晶体中引入不同类型的缺陷.