含超常材料一維光子晶體的電磁波傳輸特性.pdf

1、本文重點(diǎn)研究了由單負(fù)材料組成的一維光子晶體的光學(xué)與電磁波傳輸特性以及線性與非線性的古斯-漢欣位移。文章主要內(nèi)容為： 一、含單負(fù)材料的一維光子晶體的缺陷模特性我們首先利用傳輸矩陣方法研究了由單負(fù)材料構(gòu)成的一維光子晶體中包含缺陷時(shí)的電磁波傳輸性質(zhì)。指出了在零有效相移光子禁帶中，缺陷模的數(shù)量可以通過(guò)調(diào)節(jié)缺陷層本身的厚度或者層數(shù)來(lái)控制。數(shù)值結(jié)果還表明，在該帶隙中的缺陷模基本不受入射光角度和極化模式的影響，并且對(duì)光子晶體自身結(jié)構(gòu)尺度和無(wú)序

2、效應(yīng)也表現(xiàn)出弱敏感性。最后，我們推廣有效媒質(zhì)理論來(lái)對(duì)體系進(jìn)行簡(jiǎn)化，從而得到了缺陷模頻率的近似計(jì)算公式。利用該公式，我們可以很好的給出缺陷模出現(xiàn)的頻率位置。 二、含單負(fù)材料一維光子晶體的古斯-漢欣效應(yīng)我們研究由單負(fù)材料構(gòu)成的光子晶體中的古斯-漢欣位移。發(fā)現(xiàn)在零有效相移帶隙中，固定兩種材料的厚度比時(shí)，改變?nèi)肷涔鈽O化模式，可以得到可正可負(fù)的古斯-漢欣位移，而固定入射光的極化模式時(shí)，改變兩材料厚度比也可以使古斯-漢欣位移由一個(gè)方向轉(zhuǎn)變的

3、另一個(gè)方向。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)當(dāng)材料的厚度比或者周期數(shù)達(dá)到一個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，古斯-漢欣位移的大小將保持恒定不變。根據(jù)這個(gè)特性，我們結(jié)合有效媒質(zhì)理論定性的討論了產(chǎn)生古斯-漢欣位移正負(fù)轉(zhuǎn)變的原因。最后，我們研究了在單負(fù)周期性結(jié)構(gòu)中嵌入正常材料缺陷層時(shí)的古斯-漢欣位移，發(fā)現(xiàn)在缺陷模頻率附近，古斯-漢欣位移可以得到大幅度的增強(qiáng)，并且隨著入射危的增大，古斯-漢欣位移的幅度會(huì)增加但是突變處的頻率位置基本保持不變。 三、含非線性缺陷的單負(fù)一維光子晶體

4、的古斯-漢欣效應(yīng)我們主要研究了在由單負(fù)材料組成的一維光子晶體中嵌入非線性材料缺陷時(shí)的古斯一漢欣效應(yīng)。我們發(fā)現(xiàn)，在零有效相移帶隙和布拉格帶隙的缺陷模頻率附近，體系的古斯-漢欣位移同透射譜一樣都展現(xiàn)出雙穩(wěn)特性。在零有效相移帶隙中，當(dāng)入射波分別為橫電波(TE)和橫磁波(TM)時(shí)，可表現(xiàn)出正和負(fù)的雙穩(wěn)變化。且在不同入射角時(shí)，古斯-漢欣位移的峰值位置比較穩(wěn)定。而在布拉格帶隙中，沒(méi)有正負(fù)的變換并且古斯-漢欣的峰值受角度變化的影響比較大。隨后，我們進(jìn)