色散介質(zhì)可調(diào)諧周期性結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的高速發(fā)展，由于人工電磁材料對(duì)電磁波獨(dú)特的調(diào)控特性，在民用及國(guó)防都有非常重要的應(yīng)用，因此成為電磁領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。周期性結(jié)構(gòu)作為人工電磁材料中一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也引起了人們的關(guān)注。本文主要研究周期性結(jié)構(gòu)中的光子晶體和電磁誘導(dǎo)透明這兩種，同時(shí)在設(shè)計(jì)周期性結(jié)構(gòu)時(shí)引入半導(dǎo)體和石墨烯這兩種色散介質(zhì)。由于半導(dǎo)體和石墨烯的物理特性可以通過許多參數(shù)進(jìn)行調(diào)制，因此利用這兩種色散介質(zhì)來設(shè)計(jì)可調(diào)諧周期性結(jié)構(gòu)時(shí)，具有非常大的優(yōu)勢(shì)。本文主要設(shè)計(jì)了兩

2、種周期性結(jié)構(gòu)，分別是基于半導(dǎo)體的一維光子晶體結(jié)構(gòu)和基于石墨烯的電磁誘導(dǎo)透明結(jié)構(gòu)，研究了它的傳輸特性和可調(diào)諧等特性。本文的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)為以下幾點(diǎn)：
　　1、討論了光子晶體研究時(shí)主要采用的幾種算法，分別闡述了各種算法在處理不同問題時(shí)的優(yōu)劣。同時(shí)對(duì)本文使用的特征矩陣法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和推導(dǎo)。還采用特征矩陣法研究了一維非磁化半導(dǎo)體光子晶體在太赫茲波段的傳輸特性和全向光子帶隙(OBG)。由于該器件的OBG對(duì)入射電磁波極化方式和入射角都不

3、敏感，因此可以用來設(shè)計(jì)全向反射器。我們還討論了各個(gè)參數(shù)（填充率和等離子體頻率）對(duì)OBG的影響。
　　2、研究設(shè)計(jì)了基于一維半導(dǎo)體光子晶體的模式分離器。對(duì)半導(dǎo)體的磁光Voigt效應(yīng)進(jìn)行論述，分析在磁光Voigt效應(yīng)下，半導(dǎo)體材料的物理特性和理論模型，同時(shí)研究了當(dāng)存在外加磁場(chǎng)時(shí)，一維磁化半導(dǎo)體光子晶體的傳輸特性和模式分離特性，還討論了當(dāng)外加磁場(chǎng)的強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，該結(jié)構(gòu)的模式分離的頻帶可以在一個(gè)較大的頻率范圍發(fā)生調(diào)節(jié)。
　　3、研