各向異性光子晶體特性研究.pdf

1、各向異性光子晶體是由各向異性材料組成的一類新型光子晶體，其組成材料對(duì)于不同極化波具有不同的折射率比值，從而使其具有獨(dú)特的帶隙特性。本文基于平面波展開(kāi)法對(duì)多種類型的各向異性光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)及帶隙特性進(jìn)行了計(jì)算和分析。
　　首先，利用頻率獨(dú)立的平面波展開(kāi)法計(jì)算了一種含六角碲柱的各向異性簡(jiǎn)單晶格電介質(zhì)光子晶體的絕對(duì)帶隙，并分別與碲柱截面為圓形、正方形及橢圓形的情況進(jìn)行比較;根據(jù)缺陷模理論，又分別計(jì)算出存在點(diǎn)缺陷時(shí)的共振缺陷模以及存在線

2、缺陷時(shí)的有效局域模;結(jié)果表明各向異性有利于獲得絕對(duì)帶隙，而碲柱較強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性則有利于獲得較寬的絕對(duì)帶隙。此外，利用頻率依賴的平面波展開(kāi)法研究了含圓形碲柱的二維等離子體光子晶體的絕對(duì)帶隙，以及絕對(duì)帶隙的調(diào)制特性在此基礎(chǔ)上，又分別計(jì)算了二維各向異性磁化等離子體光子晶體和三維等離子體光子晶體的能帶結(jié)構(gòu);發(fā)現(xiàn)填充率、等離子體頻率和回旋頻率分別作為結(jié)構(gòu)參數(shù)、等離子體參數(shù)和外部因素可在相當(dāng)大的范圍內(nèi)調(diào)控絕對(duì)帶隙。
　　然后，針對(duì)由具有各向異

3、性色散特性的雙曲超材料構(gòu)成的二維雙曲超材料光予晶體，推導(dǎo)出了基于平面波展開(kāi)法的能帶計(jì)算公式，并計(jì)算了雙曲超材料分別為散射體和背景材料兩種情況下TE波和TM波的能帶結(jié)構(gòu)。改變雙曲超材料本身組成材料的介電常數(shù)和填充比可以調(diào)節(jié)它在不同頻段內(nèi)的宏觀特性，從而便可以調(diào)控能帶結(jié)構(gòu)及帶隙，這相比等離子光子晶體更加靈活。
　　最后，作為對(duì)各向異性光子晶體實(shí)際應(yīng)用的介紹，設(shè)計(jì)了一種填充液晶的帶隙型光子晶體光纖，推導(dǎo)出了含液晶的光子晶體的一般形式的本