电磁波在周期介质中的传播及二维光子晶体的光子带结构

阿不都热苏力; 帕尔哈提

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电磁波在周期介质中的传播及二维光子晶体的光子带结构

研究论文 | 更新时间：2020-08-11

- 电磁波在周期介质中的传播及二维光子晶体的光子带结构
- Electromagnetic Waves Propagation in Periodic Medium and Two Dimensional Photonic Band Structure
- 发光学报 2003年24卷第2期页码：125-129
- 作者机构：
  
  新疆大学, 物理系
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(60168001)()
- DOI：
  中图分类号： O482.3
- 收稿：2002-05-20，
  
  修回：2002-12-30，
  
  纸质出版：2003-03-20
- 稿件说明：
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阿不都热苏力, 帕尔哈提. 电磁波在周期介质中的传播及二维光子晶体的光子带结构[J]. 发光学报, 2003,24(2): 125-129

Abdurusul, Parhat. Electromagnetic Waves Propagation in Periodic Medium and Two Dimensional Photonic Band Structure[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2003,24(2): 125-129
阿不都热苏力, 帕尔哈提. 电磁波在周期介质中的传播及二维光子晶体的光子带结构[J]. 发光学报, 2003,24(2): 125-129 DOI：

Abdurusul, Parhat. Electromagnetic Waves Propagation in Periodic Medium and Two Dimensional Photonic Band Structure[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2003,24(2): 125-129 DOI：

摘要

光子晶体是光学与凝聚态物理交叉的新领域

也是近年来应用物理学的一个重要研究领域

它是一种由介电常数高的(低的)介质在另一种介电常数低的(高的)背景介质中周期排列所组成的人造多维周期结构材料

能够产生光子带隙。频率落在带隙内的光在晶体里沿任何方向都不能传播

因而具有能够抑制原子、分子的自发辐射等诱人的光电子学特性

在基础研究和实际应用上都有着巨大的潜力。本文在这一领域里进行了富有成效的研究

获得了很好的结果。主要有:(1)利用平面波展开方法来计算二维光子晶体的带隙结构。首先

我们设计正方晶胞的二维光子晶体模型。设x

方向为介质柱的轴方向

二维周期结构在x

-x

平面上。晶胞的晶格常数为

半径为

介质柱和空气柱的介电常数分别为ε

=17和ε

gt;2

。设计的核心思想是通过降低光子晶体结构的对称性

消除光子能带在晶体的布里渊区高对称点上的本征简并。(2)对于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。同时以正方格子晶格的二维光子晶体为例

验证了电介质在空气圆孔中的排列存在

偏振和

偏振的光子带隙重叠区

称为绝对光子带隙。对于二维的光子晶体

两种本征偏振模式的光子能带结构可以独立地调节

以实现两者的光子带隙的最优重叠

从而大大提高了二维光子晶体的完全带隙宽度。

Abstract

关键词

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