THZ波在一維分形反鐵磁-電介質(zhì)光子晶體中傳輸性質(zhì).pdf

1、反鐵磁體是一種特殊的磁性物質(zhì)，從微觀上看磁矩呈有序排列，相鄰原子的磁矩大小相等，方向相反，對(duì)外不顯磁性。由于反鐵磁磁化產(chǎn)生反鐵磁共振，在電磁波頻率接近反鐵磁共振頻率時(shí)，反鐵磁磁化增大，可以產(chǎn)生很多新的特性。而且，人們能夠通過(guò)改變外加磁場(chǎng)來(lái)調(diào)節(jié)磁性材料體系的性質(zhì)。另外，反鐵磁共振頻率所處的波段是當(dāng)前研究的熱門頻率區(qū)間——THz區(qū)間，探索THz波與物質(zhì)之間的相互作用以及在介質(zhì)中的傳播性質(zhì)在當(dāng)前正備受關(guān)注。因此本文以THz電磁波在由反鐵磁體作

2、為組份之一的 Cantor分形光子晶體中的傳輸特性為研究對(duì)象做了詳細(xì)的理論研究。
　　首先在緒論和第二章中對(duì)準(zhǔn)晶及準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)、分形結(jié)構(gòu)、反鐵磁體和THz技術(shù)的研究進(jìn)展，以及光子晶體光學(xué)特性的理論研究方法做了介紹。在第三章和第四章中，利用傳輸矩陣法，分別在Voigt位型和Faraday位型下給出了電磁波傾斜入射時(shí)的透射率和反射率的一般表達(dá)式。采用MnF2的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，結(jié)果表明：（1）在遠(yuǎn)離反鐵磁共振頻率的區(qū)間，F(xiàn)arad

3、ay位型和Voigt位型的透射譜完全相同：電磁波垂直入射時(shí)，透射譜均以呈現(xiàn)出周期分布的規(guī)律，每個(gè)周期內(nèi)，透射峰的數(shù)目與光子晶體中包含的層數(shù)GN相等；透射譜具有順序分裂特性以及自相似特性；電磁波入射角度增大時(shí)，禁帶逐漸向高頻方向移動(dòng)，透射峰變得窄而尖，一些不完全光子禁帶變成完全光子禁帶，完全光子禁帶數(shù)增多。（2）在反鐵磁共振頻率附近，對(duì)Voigt位型，在反鐵磁體的兩個(gè)共振頻率處總是對(duì)應(yīng)著電磁波的禁帶，隨著電磁波入射角度的增大，與磁性相關(guān)的

4、兩個(gè)禁帶之間的通帶中透射峰的峰值降低；而在Faraday位型下，則需要在結(jié)構(gòu)的代數(shù)較大（即結(jié)構(gòu)層數(shù)較多）時(shí)在共振頻率處才會(huì)有形成禁帶的趨勢(shì)。外加靜磁場(chǎng)的改變可以影響反鐵磁共振頻率附近的透射譜。隨著外加靜磁場(chǎng)由0逐漸增大的過(guò)程中，反鐵磁體的共振頻率由一個(gè)（ωr）變成了兩個(gè)（ωr+ω0和ωr-ω0），原來(lái)ωr附近的禁帶變成通帶，在兩個(gè)反鐵磁共振頻率處形成禁帶（Voigt位型）。（4）以 Cantor分形結(jié)構(gòu)為周期單元形成的光子晶體的透射譜隨