二维色散介质光子晶体的能带结构求解问题研究 |
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引用本文: | 钟相辉,袁健华.二维色散介质光子晶体的能带结构求解问题研究[J].激光与光电子学进展,2023(9):388-394. |
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作者姓名: | 钟相辉 袁健华 |
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作者单位: | 北京邮电大学理学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(11871115,12171052); |
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摘 要: | 给出了一种计算二维色散介质光子晶体能带结构的方法,研究二维色散介质光子晶体的特性。考虑色散光子晶体,即介电常数ε=ε (ω)与频率ω相关,求解一个非线性特征值问题得到能带结构。首先,基于光子晶体电磁波传播的控制方程组推导出变分形式,对离散以后的非线性问题选择合适的解作为初始值,基于牛顿法对不同的波矢k值求解该非线性问题,获得色散关系ω(k),从而得到光子晶体的能带结构分布。基于数值方法,求解了几种不同的色散介质光子晶体在横电(TE)、横磁(TM)模式下的能带结构,数值结果表明该方法是有效的。
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关 键 词: | 色散光子晶体 能带结构 有限元方法 光子带隙 牛顿法 |
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