介质折射率对一维三元光子晶体带隙的影响

利用光学传输矩阵法,数值模拟了一维二元、三元光子晶体的带隙结构,得出:三元光子晶体的主带隙略宽于二元光子晶体的主带隙;三元光子晶体的主带隙主要取决于最高折射率的介质和最低折射率的介质,而与居于两者之间的介质关系不大,并作出了相应的关系曲线。最后推导了三元光子晶体的色散关系。     

一维光子晶体带隙结构研究

在考虑介质色散的基础上,研究了介质层厚度对光子晶体带隙结构的影响.利用传输矩阵法,计算了以LiF和Si两种材料组成的一维光子晶体带隙结构.结果表明,介质层厚度的增加会引起禁带的红移,厚度减小会引起蓝移.分析了含空气缺陷层、金属缺陷层的光子晶体结构,发现空气缺陷层对带隙结构的高反射区域变化不大,而在低反射区域,反射系数为零的波带之间出现了两边反射系数增加,中间反射系数减小的情况.在金属缺陷层的带隙结构中,金属对整个波长范围光的吸收作用不同,金属对低反射区1.6 μm、1.85 μm处透射率较大的透射光吸收作用明显,而在1.28~1.38 μm处透射率波长区间,几乎无吸收.     

异质三周期光子晶体的光子带隙特性

利用传输矩阵法研究了由TiO₂和SiO₂两种材料构成的异质三周期一维光子晶体的传光特性,发现该结构能在波长为200~2000nm的范围内形成7处比较明显的光子带隙,并且波长越大,带隙的宽度越大。重点研究了这种结构的光子晶体的透射谱线与入射角度、介质层数及介质层厚度的关系,发现该结构形成的光子带隙的大小和位置对介质层的循环周期数不敏感,但对入射角度和介质层的厚度很敏感。     

不同结构光子晶体的带隙特性

基于平面波展开法研究光子晶体的带隙特性,数值模拟了横磁波和横电波在三角晶格和正方晶格构成的二维光子晶体中的带隙特性,得到了三角晶格较正方晶格更容易出现带隙,且三角晶格的横电波光子带隙较大.实验结果为光子晶体器件的设计提供理论依据.     

手征材料构成的简立方光子晶体光子带结构计算——平面波法

发展了适于计算由手征材料组成的光子晶体的光子带结构的平面波法。在此基础上，研究了由手征材料组成的简立方光子晶体的光子带结构。计算表明：手征材料“球形原子”在电介质中排列所组成的科立方光子晶体和电介质“球形原子”在手征材料中排列所组成的简立方光子晶体，不仅都存在光子带隙，而且存在截止频率，在该频率以下的区域无传播模存在，本语文认了这种光子晶体的潜在应用。     

二维正方格子磁性光子晶体的带隙结构

采用平面波展开的方法计算了正方格子二维磁性光子晶体(MPC)的光子带隙结构.散射子的形状分别为：长方形,正方形,六角形和圆形.通过调节磁导率,填充率和散射子的旋转角度,找到了MPC各种结构的最大的绝对带隙宽高比ω_R.研究发现：随着磁导率的增加,MPC绝对带隙中心频率ω_g单调减小,绝对带隙宽度Δω和其宽高比ω_R可能不同时达到最大值.而随着填充率或者散射子旋转角的增加,基本不改变ω_g的大小,各种结构的Δω和ω_R同时达到最大值.关键词：磁性光子晶体光子带隙结构     

一维各向异性光子晶体的带隙结构和传输特性

研究了由两种不同的各向异性材料交替排列而构成的一维人工周期结构材料的带隙结构和传输特性.各向异性和复式结构导致了x偏振和y偏振有不同的带隙结构、透射率和态密度等.研究发现,当两种材料的各向异性常量、厚度满足一定条件时,能带结构中会出现缺隙现象.     

三维光子晶体FCC结构的带隙分析

采用平面波展开法研究了由介质球构成的蛋白石的三维光子晶体FCC结构的能带结构,改变r/a的大小获取最大完全带隙,并计算了在双球结构中改变一个小球的变化所引起的三维光子晶体带隙的变化。结果为三维光子晶体的实验和应用提供了一些指导和帮助。     

一维光子晶体带隙随偏振光入射角的演变

用特征矩阵方法得到了一维光子晶体的反射率计算公式,并以λ/4波片堆结构为例对不同入射角度下p偏振光和s偏振光的反射率进行了计算,分析了两种不同偏振光入射情况下光子带隙随入射角演化的特点.     

色散光子晶体GHz波段的传输特性

将两单负材料耦合后,再与一双负材料交替生成光子晶体。然后利用传输矩阵法对该光子晶体的能带和缺陷模进行了研究。结果表明:这种结构的光子晶体具有一种新型的光子带隙,不随晶格常数的缩放而移动;当引入普通电介质缺陷层时,缺陷模对入射角的改变不敏感,但缺陷模个数随着缺陷层厚度的增加而增多。     

一维光子晶体缺陷模的偏振特性研究

利用周期结构的布洛赫定理推导了一维无限光子晶体缺陷模方程,研究了缺陷模的偏振特性,以及在不同入射角和缺陷层厚度下缺陷模位置的变化.利用传输矩阵方法对有限周期数光子晶体也进行了研究,分别对应一维无限光子晶体和有限周期数光子晶体给出了数值计算结果.通过比较这两者的数值结果得出了缺陷模随入射角和缺陷层厚度变化的一般规律.     

含复合缺陷层的光子晶体的光学特性

运用传输矩阵法研究了在一维光子晶体中插入缺陷层的透光特性。在无缺陷层的一维光子晶体中能产生467~510nm、1279~1715nm两处明显的光子带隙。重点研究了插入缺陷层后,在1279~1715nm的光子带隙中缺陷层厚度和入射角度大小分别与透射光谱变化的关系。研究发现：缺陷模的位置对入射角变化很敏感;出现缺陷模的数量和插入缺陷层的数量相同;一维光子晶体厚度的增大不会改变缺陷模的数量和位置,只改变透射峰的宽度和透射率。     

大小周期正方格子复合结构的光子带隙特性

把具有宽完全带隙的粗锐复合的周期常数为a的二维正方格子再与周期常数为a₂的大周期简单正方格子复合,发现大周期正方格子起缺陷作用.并发现当a₂<5a时,缺陷态明显地随入射角度变化.此变化随a₂的增大而减少.用FDTD方法计算了其透射和反射谱,结果表明缺陷峰透射率与a₂的大小成反比.另外还发现: 缺陷峰结构与大周期正方格子的圆柱直径的关系曲线与a₂关系不大.通过调节大周期正方格子的圆柱的直径,可获得单关键词：光子晶体光子能隙复式结构缺陷态     

数值研究含有负折射率材料的一维光子晶体的带隙特性

由修正后的传输矩阵理论研究了由单负材料构成的一维光子晶体的带隙特性。发现了此结构的光子晶体中同时存在着全方位带隙和布拉格带隙,且发现A、B层厚度等比例变化时全方位带隙非常稳定;当引入缺陷时,全方位带隙里的缺陷态将随入射角度、A层和B层同比例缩放的变化相对稳定,而布拉格带隙里的缺陷态在频谱域内变化很大。     

含特异材料一维超导光子晶体的带隙特性研究

利用传输矩阵法研究了含特异材料的一维超导光子晶体的带隙特性. 研究表明, 这类超导光子晶体同样具有由传统的电介质材料构成的超导光子晶体一样的低频带隙, 且在一定的参数下该低频带隙可以相当宽. 但在一定的结构参数下, 这类超导光子晶体同完全由传统的电介质构成的光子晶体一样不存在低频带隙. 还就超导光子晶体的偏振特性、光子晶体结构参数及环境温度的变化对光子带隙结构的影响进行了研究.关键词：超导光子晶体传输矩阵法特异材料光子带隙     

Design and optimisation of multimode 1d photonic band gap waveguide

The modal characteristics of planar waveguides with photonic band gap guiding properties are studied. It is demonstrated that a slight deviation from the periodicity in the photonic band gap multilayers can result in multimode transmission within the guiding layer. Possible applications of the results for avoiding single mode regime destruction due to fabrication process imperfection, as well as for designing such waveguides for conventional and emerging new applications of multimode photonic devices, are pointed out.     

Design and optimisation of multimode 1D photonic band gap waveguide

The modal characteristics of planar waveguides with photonic band gap guiding properties are studied. It is demonstrated that a slight deviation from the periodicity in the photonic band gap multilayers can result in multimode transmission within the guiding layer. Possible applications of the results for avoiding single mode regime destruction due to fabrication process imperfection, as well as for designing such waveguides for conventional and emerging new applications of multimode photonic devices, are pointed out.     

增强光子晶体谐振腔模式选择性的方法分析

在分析计算金属光子晶体的正三角形晶格TE模式的色散特性、全局带隙分布图的基础上,针对TE04模光子晶体谐振腔中仍有较多的模式竞争且金属柱半径较小的问题,结合模式分布特点图,通过优化和选择工作点的位置,将TE04中的竞争模从5种减少为2种,大幅度降低了TE04工作模式中的模式竞争,并且增加了晶格常数和金属柱半径,使之能够承受更大的热损耗,有利于提高腔体功率容量。仿真验证了数值计算的正确性并得出了完整的TE04场分布。