无限周期正负折射率光子晶体的全反射隧穿效应

为了研究一维无限周期正负折射率交替结构光子晶体中光的全反射隧穿效应,利用色散法计算了TE波和TM波在大于全反射角入射一维无限周期正负折射率交替结构光子晶体的色散函数。得出了一维无限周期正负折射率交替结构光子晶体中TE波和TM波的全反射隧穿导带的频率随入射角的变化特性、全反射隧穿导带的频率随负折射材料厚度的变化特性。     

负折射率柱形光子晶体的全反射隧穿特性

为了研究一维含负折射率柱形光子晶体的全反射隧穿效应,利用特征矩阵法研究了光波在大于全反射角入射一维含负折射率柱形光子晶体时所产生的全反射隧穿教应。得出了基全反射隧穿峰的频率随周期数、模式量子数以及圆柱半径的变化特性。     

无限周期光子晶体全反射隧穿效应的色散研究

利用色散法研究了TE波和TM波在大于全反射角入射一维无限周期光子晶体的全反射隧穿特性.结果发现了一维无限周期光子晶体中的全反射隧穿效应.得出了TE波和TM波的全反射隧穿导带随入射角的变化规律,TE波和TM波的全反射隧穿导带随周期光学厚度的变化规律.     

平板光子晶体的全反射遂穿及其偏振特性

为了研究1维平板光子晶体的全反射隧穿效应,采用传输矩阵法进行了TE波和TM波大于全反射角入射1维平板光子晶体时所产生的全反射隧穿效应及其偏振特性的研究。结果表明,TE波和TM波的全反射隧穿峰的频率随平板厚度的增加向低频方向移动;全反射隧穿峰的频率随光子晶体的周期光学厚度的增加而减少。这一结果对认识光子晶体的传输特性是有帮助的。     

光子晶体全反射隧穿效应中偏振光的场分布

利用特征矩阵的方法,推导出TM波和TE波在一维光子晶体中电场的分布公式,利用这些公式研究了一维光子晶体全反射隧穿现象中TE波和TM波的光场在光子晶体内部的分布特征。在出现全反射隧穿峰处,TE波和TM波的光场不会随传播深度的增加而衰减。在没有出现全反射隧穿峰处,TE波和TM波的光场会随深度的增加而迅速衰减为0。这些研究结果从一维光子晶体内部展现了TE波和TM波的光场分布特征,深化了对一维光子晶体全反射隧穿现象形成规律的认识。     

一维有限周期光子晶体全反射隧穿的多光束干涉理论

为了解释一维有限周期光子晶体全反射隧穿效应的产生原因,利用多光束干涉理论得出了一维有限周期光子晶体的全反射隧穿导带的透射率公式和频率中心公式,成功地解释了一维有限周期光子晶体的全反射隧穿现象的产生原因。利用透射率公式和频率中心公式研究了全反射隧穿导带随周期数、周期光学厚度以及入射角的变化规律。     

圆柱固 液结构声子晶体的全反射隧穿效应

为了研究一维固-液结构圆柱形声子晶体中弹性波的全反射隧穿效应,利用转移矩阵法计算了弹性波在大于全反射角入射一维圆柱形声子晶体的透射率。在透射波中发现了全反射隧穿效应,得出了全反射隧穿峰的频率随模式量子数的变化特征,全反射隧穿峰的频率随圆柱半径的的变化特征,全反射隧穿峰的峰数随周期数的变化特征。并利用波的量子理论和倏逝波的理论对一维声子晶体的隧穿效应作出了定性的理论解释。     

方形光子晶体的全反射隧穿效应的滤波特性

为了研究一维方形光子晶体中电磁波的全反射隧穿效应,利用传输矩阵法计算了电磁波在大于全反射角入射一维方形光子晶体的透射率。在透射波中发现了全反射隧穿效应。得出了方形光子晶体的全反射隧穿效应随模式量子数、边长、周期数的变化规律。为设计性能优良的光子晶体滤波器提供了理论依据。     

一维光子晶体全反射隧穿效应中光的场分布

为研究一维光子晶体全反射隧穿效应中光场的分布特征,推导出TE波在一维光子晶体中光场的分布公式,利用这个公式研究了一维光子晶体全反射隧穿现象中光场在光子晶体内部的分布特征。得出在出现全反射隧穿透射峰处,随着光在一维光子晶体内的传播深度的增加其光场分布呈周期性变化,光场不随传播深度的增加而衰减,光场的分布呈现共振的特征。     

负折射率缺陷层的一维各向异性光子晶体缺陷模特性

本文提出了负折射率缺陷层的一维各向异性光子晶体结构,利用传输矩阵的方法给出了TE波和TM波的透射率,结果表明在TE波中出现两个及多个缺陷模,TM波存在单缺陷模,两种偏振状态不同的透射波的缺陷模能分开,得出了光通过负折射率缺陷层的一维各向异性光子晶体后TE波和TM波随入射角的变化特性、随缺陷层厚度的的变化特性。这些特性用于光子晶体多通滤波、光子晶体偏振和激光谐振腔等器件的设计具有重要意义。     

1维掺杂光子晶体中光的全反射贯穿特性

为了研究1维掺杂光子晶体中光波的全反射贯穿特性,利用传输矩阵法计算了TE波在大于全反射角入射1维掺杂光子晶体的透射率。结果表明,在透射波中发现了全反射贯穿效应,得出了1维掺杂光子晶体的全反射贯穿效应随入射角、杂质厚度、杂质折射率以及周期数的变化特性。这些特性可以用于设计光子晶体滤波器。     

平板光子晶体全反射贯穿效应的滤波特性

为了研究一维平板光子晶体中电磁波的全反射贯穿效应,利用传输矩阵法计算了电磁波在大于全反射角入射一维平板光子晶体的透射率。在透射波中发现了全反射贯穿效应。得出了平板光子晶体的全反射贯穿效应随模式量子数、周期数、平板厚度的变化规律。为设计性能优良的光子晶体滤波器提供了理论依据。Abstract：关键词：Key words：     

Transmission spectra of one-dimensional photonic crystals including negative-refractive-index media

We introduce a new model of one-dimensional （1D） photonic crystal composed of alternately arranged RHM and LHM layers with positive and negative refractive indices respectively, for which the transmission spectra of the model are calculated numerically with the transfer matrix method, and the bandgap structure and the polarization properties are analyzed. We found that the introduction of negative refractive index layers （i.e. LHM medium layers） gives rise to some peculiar band-gap structure and polarization properties as follows. Firstly, the forbidden bands are extremely wide and the transmission bands are very sharp without oscillation;and secondly, the change of incident angle has different influences on the forbidden bands of TE and TM modes. For the TM mode, the forbidden band width decreases substantially and finally vanishes, and for the TE mode with central wavelength, the total reflection happens at anv incident anale.     

一维光子晶体全反射隧穿光场分布的吸收效应

利用特征矩阵的方法推导出光在一维光子晶体中光场的分布公式,利用光场的分布公式和材料的复折射率研究了材料吸收对一维光子晶体全反射隧穿光场分布的影响。研究表明:材料吸收对一维光子晶体全反射隧穿的光场分布会产生明显的影响,材料吸收会使全反射隧穿光场的峰值发生明显变化。     

入射光频率变化对负折射现象的影响

以硅的圆形介质柱在空气中组成二维六边形排列结构的光子晶体为例,研究了入射光频率变化对光子晶体负折射现象的影响.利用时域有限差分法(FDTD)并通过模拟仿真给出了两者之间的规律,同一光子晶体中,在可产生较明显负折射现象的入射光频率范围内,折射光的偏转角度随入射光频率的增大而减小;随着入射光归一化频率逐渐变小,增加光子晶体的波导宽度可产生较明显负折射现象.要得到折射率为-1的情况,则入射光归一化频率越小,光子晶体的波导宽度要相应越大.     

一维光子晶体全反射隧穿光场分布的吸收效应

利用特征矩阵的方法推导出光在一维光子晶体中光场的分布公式, 利用光场的分布公式和材料的复折射率研究了材料吸收对一维光子晶体全反射隧穿光场分布的影响。研究表明: 材料吸收对一维光子晶体全反射隧穿的光场分布会产生明显的影响, 材料吸收会使全反射隧穿光场的峰值发生明显变化。