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。     

有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应

为了研究一维有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应,利用传输矩阵法计算了TE波和TM波在大于全反射角入射一维有限周期含负折射率光子晶体的透射率。得出了一维有限周期含负折射率光子晶体中TE波和TM波的全反射隧穿峰的频率随入射角的变化特性、全反射隧穿峰的频率随负折射材料厚度的变化特性、全反射隧穿峰数随周期数的变化特性。发现了有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应与普通光子晶体的全反射隧穿效应的不同之处。     

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。     

1维方形掺杂光子晶体波导中缺陷模的色散特性

为了研究1维方形掺杂光子晶体波导中缺陷模的色散,采用特征矩阵的方法研究了1维方形掺杂光子晶体波导中TE波和TM波缺陷模的变化特征,得到了TE波和TM波的缺陷模随色散强度、色散厚度变化的结果。结果表明,色散强度和色散厚度都会对1维方形掺杂光子晶体波导中TE波和TM波的缺陷模产生明显的影响;利用TE波和TM波的缺陷模随色散强度、色散厚度的变化规律,可以有效地实现对1维方形掺杂光子晶体波导中TE波和TM波各传输模式的有效控制。     

一维光子晶体中偏振态的色散特性

利用介质材料的色散关系和特征矩阵法研究了一维光子晶体中TE波和TM波两种偏振态的带隙随色散的变化特征。得出：介质材料的色散会对一维光子晶体中砸波和TM波两种偏振态的带隙结构产生明显的影响,并且TE波和TN波的一级和二级禁带随色散强度的变化特征有所不同。这些研究结果扩展了对一维光子晶体中TE波和TM波带隙结构的认识。     

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。     

金属-光子晶体-金属结构中偏振光Tamm态的吸收特性

为了研究银-光子晶体-银结构中两种偏振光Tamm态的吸收性质,采用银介电常数的Drude-Lorentz色散模型和特征矩阵法,研究了吸收率随入射角、随周期数以及随银层厚度的变化规律。结果表明,在银-光子晶体-银结构中两种偏振光都会出现两个光学Tamm态（OTS）,即OTS₁和OTS₂。两种偏振光的OTS₁和OTS₂的吸收峰值随着入射角的增大而逐渐增大,随着周期数的增大而缓慢增大,随着银层厚度的增大而明显增大。这些结论丰富了对银-光子晶体-银结构中两种偏振光Tamm态的吸收特性的认识。     

吸收对一维光子晶体中全反射隧穿效应的影响

引入复折射率的概念,利用特征矩阵法研究了材料的吸收对光子晶体全反射隧穿效应的影响。通过数值计算研究了光子晶体的全反射隧穿峰随材料消光系数和周期光学厚度的变化规律。全反射遂穿峰的峰高随消光系数的增加而降低,全反射遂穿峰的频率不受消光系数的影响。全反射隧穿峰的频率和频率宽度都随周期光学厚度的增加而减小。