基于一维光子晶体能带结构的陷波滤光片设计方法

陷波滤光片应用广泛,但难点在于用传统传输矩阵法进行光谱设计时,计算量过大且膜系结构和材料种类复杂。将固体物理理论中晶体内周期性势场Bloch波的多重Bragg散射后特殊色散关系与光学薄膜理论中麦克斯韦方程组结合,计算出一维光子晶体（即薄膜）周期性函数并获得能带结构;分析与介质折射率（介质折射率比）、中心波长和入射角度改变相对应的能带结构中禁带宽度和位置的变化;推导出具体函数关系。将陷波滤光片的光谱要求带入函数关系式进行计算,将结果带入EssentialMacleod薄膜设计软件中进行膜系设计。与传统传输矩阵法进行比较,结果表明基于一维光子晶体能带结构的设计方法比传统传输矩阵法计算量小很多、周期结构简单且只需两种材料,光谱曲线均能满足设计要求。