基元配置对二维光子晶体不同能带之间带隙的调节和优化

介绍一种方法来调节和优化二维光子晶体不同能带之间的带隙.在单胞中任意位置增加一个基元,可以调节不同能带之间的带隙.而且固定两个基元的最佳位置,调节两个基元柱体边长,可以找到一个合适的配置,使各自的带隙相对带宽达到更大值.同时结果也表明双基元情况下,不同能带之间带隙优化对系统对称性要求不同,频率越高处的带隙优化要求系统对称性越低. 关键词： 光子晶体 带隙 配置 对称性     

二维磁流变包层声学超材料*

该文构建了以钨为内核、环氧树脂为基体、磁流变弹性体作为包层的二维局域共振型声学超材料,采用有限元方法分析了声波的能带结构、透射率、振动模。研究结果表明:利用外磁场可以调控磁流变弹性体包层的弹性模量,从而调节声学超材料带隙的中心位置和宽度,还可以通过改变磁流变弹性体包层的厚度来调节带隙的中心位置和宽度。这些方法对可调型声学超材料的设计有重要的参考意义。     

基于声子晶体环形腔的可调声波分插滤波器

设计了两个声子晶体线缺陷波导,通过环形谐振腔耦合,构造出声波分插滤波器,可以上传、下载高品质的声波导模。文中采用有限元方法分析声波在平台中的传播,结果表明,采用方柱体为散射体,谐振腔内腔平滑,可以增强谐振腔局域性;适当旋转耦合方柱体,可以增大透射率,当转角30°时透射率最大;利用环形腔体的旋转可以实现对谐振频率的精细调节。这些研究对声波器件的集成设计具有潜在应用。     

二维光子晶体点群对称对不可约布里渊区的影响

采用平面波展开法,研究了二维光子晶体点群对称对不可约布里渊区的影响。在单柱体二维光子晶体单胞中增加一个柱体,设计成不同点群对称操作数的对称结构,计算了最低5条能带的本征频率值在第一布里渊区的分布图。结果表明:在计算二维光子晶体的能带结构时,如果光子晶体的点群对称操作数为n,所取的不可约布里渊区应为整个第一布里渊区的1/n。     

新型缓变锥型PCF结构接口耦合损耗特性

提出一种新型的缓变锥型光纤接口器件。该接口器件是一个长度为150mm左右的缓变锥型光子晶体光纤。利用有限元方法对模场直径差别较大的不同光纤进行拼接时的损耗问题进行研究。研究结果表明:在模场直径分别为9μm和10.4μm的光纤之间加入锥型光纤后可以有效降低耦合损耗,并且在不同波长下耦合损耗都维持在一个较低水平。因此,该接口器件能够实现光纤拼接时物理结构的过渡和不同模场直径的转换,从而使拼接损耗降到最低。     

声子晶体L型波导高透射率拐角的设计

针对波导拐角处的透射及其能量损耗问题,本文设计了5种不同的拐角,应用在钢-水组分和铝-空气组分的声子晶体L型波导中;采用有限元方法,计算两种系统在不同频率范围内的透射率,并分析了带隙内缺陷态透射峰的振幅分布图。结果表明:采用直角形拐角,透射明显减弱;采用折线型拐角可以增强带隙内缺陷模的透射峰,也会产生新的带隙;采用环状弧形拐角,带隙内缺陷模的透射最强,且没有产生新的带隙。     

二维声子晶体理论在磁流变隔振支座中的应用

基于二维声子晶体模型,设计了周期排列的磁流变隔振支座,采用有限元方法研究其弹性波传输特性和振动能量分布。研究结果表明:隔振支座存在弹性波带隙,通过外加磁场可以调控带隙的带宽和频率位置;缺陷态结构对传输能量有局域作用。