基于FDTD法的二維光子晶體傳輸特性研究.pdf

1、光子晶體是目前炙手可熱的新型光學(xué)材料，它具有類似于半導(dǎo)體電子禁帶的“光子帶隙”和“光子局域”特性，讓人們操作和控制光子的夢(mèng)想成真。光子晶體理論自提出以來獲得廣泛關(guān)注，相關(guān)理論研究和實(shí)驗(yàn)進(jìn)展迅速，目前光子晶體光纖等光子晶體器件已經(jīng)應(yīng)用到光通信領(lǐng)域，相信在不久的將來，光子晶體技術(shù)的發(fā)展將對(duì)信息通訊業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 時(shí)域有限差分法(FDTD)是一種求解電磁波的數(shù)值方法，它在時(shí)域上對(duì)麥克斯韋方程組差分形式求解，可以模擬從一維到三維任意

2、幾何形狀結(jié)構(gòu)電磁場(chǎng)分布。FDTD在電磁學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，是目前研究光子晶體常用的方法。 本文使用時(shí)域有限差分法(FDTD)和完美匹配層(PML)邊界條件，以TM模為研究對(duì)象，首先對(duì)自由空間中傳播的光波(脈沖、正弦波)進(jìn)行仿真，觀察到PML層對(duì)光波的吸收效果較好；接著以二維正方晶格圓介質(zhì)柱為研究對(duì)象，模擬了光波在完整光子晶體和各種缺陷態(tài)光子晶體波導(dǎo)中傳播，仿真結(jié)果印證光子晶體具有帶隙特性和光子局域特性。 進(jìn)一步建立透射譜