一種光子晶體高頻系統(tǒng)的研究.pdf

1、光子晶體是一種介質(zhì)材料在另一種介質(zhì)材料中周期分布所形成的具有帶阻特性的人造周期性結(jié)構(gòu)。這種材料對應(yīng)于上世紀五六十年代以來在人們?nèi)粘Ｉ钪衅鹬匾饔玫陌雽?dǎo)體材料，有著另一番更為深遠的用途和意義。眾所周知，半導(dǎo)體實現(xiàn)的是對電子的控制，從而引導(dǎo)了世界的信息革命，對人類的影響是無法估量的。而光子晶體要實現(xiàn)的是對光的控制，其遠景會更為誘人。自從80年代其概念被提出以來，已經(jīng)受到世界許多領(lǐng)域的重大關(guān)注。光子晶體中介質(zhì)折射率的周期性變化對光子的影響

2、與半導(dǎo)體材料中周期性勢場對電子的影響相類似，當介電常數(shù)在空間變化幅度較大且變化周期與波長相類似時，介質(zhì)的布拉格(Bragg)散射將產(chǎn)生帶隙，即光子禁帶(Photonic Band Gap，PBG)。在可見光范圍內(nèi)，光子禁帶的產(chǎn)生對兩種介質(zhì)的介電常數(shù)的變化幅度有較嚴格的要求，所以在可見光范圍內(nèi)，要產(chǎn)生帶隙比較困難；而在微波頻帶范圍內(nèi)的實現(xiàn)卻較容易，因為微波波長較長，用現(xiàn)有的技術(shù)很容易實現(xiàn)微波頻段內(nèi)的光子晶體，微波頻段的光子晶體又稱為電磁帶

3、隙(Electromagnetic Bnad Gpa，EBG)結(jié)構(gòu)。正因為在微波頻率范圍內(nèi)容易實現(xiàn)帶隙，所以很多EBG結(jié)構(gòu)相繼被提出。 本論文主要研究了光子晶體的電磁特性和應(yīng)用。光子晶體帶隙結(jié)構(gòu)對光或其它電磁波通過時有一定的選擇性，在仿真軟件和其它工具的幫助下，理論分析這種結(jié)構(gòu)特點，在分析的基礎(chǔ)上，把這種結(jié)構(gòu)與實際應(yīng)用結(jié)合起來，以便對現(xiàn)在的微波管研究有更深一步的發(fā)現(xiàn)。第一章主要介紹了光子晶體的一般概念，這種材料在國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀