二维光子晶体的负折射现象

研究了由多层周期圆柱阵构成的二维光子晶体对电磁波的散射,并通过算例从数值上证实了负折射现象的存在.采用的是有效而精确的T-矩阵方法.首先利用单个圆柱的T-矩阵和体现层阵列周期性的栅和得到每一层周期阵的空间谐波散射与透射矩阵,再将每一层的散射与透射矩阵级联起来而得到多层周期圆柱阵的广义散射与透射矩阵.给出了具体的算例,画出了该光子晶体上部空间和下部空间的场的幅值分布,还给出了晶体内部和外部坡印亭矢量的分布图.这些图清楚地显示了负折射现象的存在.     

光子晶体的负折射效应

回顾了负折射介质的研究历史,综述了光子晶体负折射效应的物理机制、研究进展以及目前的主要研究方向,展望了光子晶体负折射效应的应用前景.     

二维空气环型光子晶体的负折射现象

采用平面波展开法和时域有限差分法研究了二维空气环型光子晶体的负折射现象。通过平面波法计算了三角晶格空气环型光子晶体的能带结构和等频曲线分布, 通过等频曲线的分析得到了光子晶体有效折射率与光波归一化频率之间的关系, 并模拟了光波在有效折射率为 -1的平板和楔形结构光子晶体中的负折射传输过程。模拟结果表明, 优化设计的空气环型光子晶体可以实现较为理想的负折射现象, 且特定频率光波实现负折射对结构参数的要求较低, 有效的降低了实验室制作光子晶体负折射材料对结构参数的苛刻要求。在实验室采用X光刻蚀方法制作空气环型光子晶体能够节省大量的刻蚀时间, 进而降低光子晶体的制作成本。     

二维光子晶体负折射现象的研究

采用平面波展开法分析三角格子二维光子晶体中负折射现象出现的频率范围,然后用有限时域差分法模拟光在空气和二维三角格子光子晶体界面的折射行为,得到了负折射出现在群速度为负的频段的结论,并且详细比较了光子晶体中不同频率的负折射行为.     

光子晶体负折射及其应用

简明阐述了光子晶体负折射的概念,提出了具有负折射特性的光子晶体结构,并探讨了负折射光子晶体在偏振分束器、开放腔等方面的应用。     

光子晶体中的反常折射现象

本文介绍了光子晶体中反常折射现象研究的最新实验和理论进展,并探讨一维光子晶体中的反常折射现象。这种奇异性质在器件设计领域有着广阔的应用前景。     

二维光子晶体负折射率的数值分析

为了研究光子晶体负折射率所在的频率范围,基于有限元算法分析数值来求解二维光子晶体的带隙结构,这一过程涉及如何设计数学和物理模型,设计有限元算法的求解方程,对数值结果进行物理分析.首先使用有限元算法将布里渊区域内所有相关频率上波矢空间中的点都计算出来以绘制等频率面,然后绘制不同空气孔半径下的等频率面,最后在等频率面的结构上找到群速度为负的方向就能得到负折射率所在的频率区间.同时,比较不同空气孔半径对光子晶体负折射所在频率区间的影响,可为光子晶体器件的制备提供支撑.     

基于光子晶体正负折射的分束器的误差分析

利用时域有限差分方法,通过数值模拟分别研究了基于光子晶体正负折射原理设计的分束器中介质柱半径和介质柱位置的随机误差对分束器性能的影响,发现当介质柱半径的误差振幅小于0.055倍的介质柱标准半径或者介质柱位置的误差振幅小于0.06倍的光子晶体品格常数时,正负折射光束的能流透射率均保持在20%以上.     

等效媒质理论对光子晶体结构负折射的预测

我们利用等效媒质理论对在空气中以正方晶格排列的二维光子晶体结构的负折射的实现进行了预测。根据FDTD的模拟结果,由Snell定律验证了理论计算的参数的正确性。结果表明,使用等效媒质理论可以对所需要的折射率值进行比较准确的预测。通过利用等效参数的计算结果可以对结构在不同频段表现的电磁特性加以有效利用。     

负折射激活介质一维光子晶体超窄带滤波器研究

把一维时域有限差分方法用于可见光区一维光子晶体超窄带滤波设计研究,首先适当选择完整的一维二元光子晶体参数找到可见光区中的禁带,然后在完整一维光子晶体中间引入缺陷层可得到在某一波长出现超窄通带.进一步研究缺陷层参数物理厚度、折射率对超窄带的位置、透过率的调节,数值结果表明当缺陷层用无损介质时超窄通带的中心波长与缺陷层物理厚度、折射率有很大关系,透过率与它们关系不大.当介质是有损或激活介质时超窄通带的中心波长与介质折射率虚部消光系数、激活系数大小无关,消光系数越大透过率越小,激活系数与透过率没有线性关系但有最大值出现,当缺陷层介质是负折射材料时折射率数值在一定范围内取值同样会出现窄带滤波特性,折射率数值绝对值较大时在可见光区禁带中会出现多个透过峰.     

FDTD方法验证左手材料光子晶体平板的负折射

为了验证光在负折射率材料的光子晶体中的传播，设计了一个点源成像系统，点源位于光子晶体平板的一边，通过基于FDTD方法的理论分析和仿真，光束通过光子晶体平板后汇聚在平板的另一侧。证明了在一定条件下，光子晶体内部发生了负折射现象。     

负折射率介质光子晶体光纤带隙结构的研究

提出了一种新型结构的负折射率介质光子晶体光纤，采用平面波法（PWM）分析了这种光子晶体光纤的带隙结构，研究了负折射率变化与负正折射率介质比变化对光子带隙结构的影响。分析结果表明，负折射率介质的光子晶体光纤的带隙数量和宽度随折射率和介质比变化而变化。取负折射率值为-1．5、负正介质填充比为0．88、空气孔间距为2．6um时，可得到多条带隙和较大的带隙宽度，实现PBG导光的波长范围为1225nm-4084nm。     

光子晶体及二维光子晶体波导

光子晶体是一种新兴的光学材料,其各种优异的光学特性可以用来制作所需要的光子晶体器件,。本文介绍了一维、二维、三维光子晶体的结构、特性及其主要的理论研究方法、实验制备方法,并着重阐述了二维光子晶体波导的特性及其制备方法及国内外研究进展。     

基于亚波长光栅理论的二维光子晶体的禁带特性研究

本文根据光子晶体自身的结构特点,提出适合于二维光子晶体的光栅组模型,从而利用光栅的矢量衍射理论来分析光子晶体的禁带结构。采用该方法,本文讨论了几类典型的二维光子晶体的禁带特性。     

二维光子晶体的制备及应用

主要论述二维光子晶体的制备方法和二维光子晶体器件，并着重讨论了光子晶体在未来的光学器件集成方面广阔的应用前景．     

二维光子晶体的制备及应用

主要论述二维光子晶体的制备方法和二维光子晶体器件,并着重讨论了光子晶体在未来的光学器件集成方面广阔的应用前景。     

含单层负折射率缺陷的光子晶体的光学特性

利用转移矩阵法研究了含单层负折射率缺陷的一维光子晶体缺陷模的光学特性。结果表明,随着缺陷层厚度的增加,缺陷模的频率呈现分阶段的变化。第一阶段为单调递增,第二阶段为过渡过程,第三阶段为单调递减。这些性质与缺陷层为正常材料的相应结构有很大的不同。尽管第三阶段与之有点相似,但此时移动的速度却较大。研究还发现,整个过程缺陷模移动得比缺陷层为正常材料时要快。     

正负材料的一维矩形光子晶体特性研究

对正负折射率材料构成的一维光子晶体,在横向矩形受限的条件下,推出了光波在其中不同模式所满足的条件,并利用特征矩阵法研究了光波不同模式的传播特性。结果表明：介质厚度为半波长时透射峰出现在中心波长处,与正折射率介质构成的光子晶体在中心波长或半波长处出现禁带完全不同;模式数即入射角不大时,透射波基本上具有相同的特性;介质折射率相差越大、周期增加都能使透射波谱宽度变窄。     

正负折射率的一维圆形受限光子晶体特性研究

对正负折射率材料构成的一维光子晶体,在横向圆形受限的条件下,推出了光波在其中传播时模式所满足的条件,并利用特征矩阵法研究了正负折射率绝对值相同时,光波在不同模式和不同介质厚度可见光能实现透射波和零反射。正负折射率绝对值不等时,得出介质厚度为半波长时透射波出现在中心波长处;随着模式数即入射角增大,透射波曲线向短波方向移动;介质折射率差的绝对值越大、周期数增加都使透射波谱宽度变窄。     

光子晶体平板透镜表面减反结构

报道了用来抑制光子晶体平板透镜表面反射的优化表面结构.当入射角小于48°,透镜的表面反射率可降到0.3%以下.