太極介質(zhì)柱二維正方光子晶體完全禁帶特性研究.pdf

1、光子晶體是一種新型的人造周期性結(jié)構(gòu)材料，其重要的特性就是存在光子禁帶，能夠阻止頻率落在禁帶范圍光在光子晶體中的傳輸。由于其獨(dú)特的性質(zhì)和眾多潛在的應(yīng)用，有關(guān)光子晶體的研究成為近些年一個(gè)迅猛發(fā)展的新領(lǐng)域。隨著光子晶體的研究工作的不斷深入，其對(duì)光子學(xué)和光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必將起到極大的推動(dòng)作用。本文主要從理論上構(gòu)建了一種新型的太極介質(zhì)柱二維正方光子晶體模型并重點(diǎn)從散射子對(duì)稱性的角度研究了光子晶體的完全禁帶特性。主要內(nèi)容如下：
　　首先構(gòu)建了

2、一種散射子對(duì)稱性非常低的太極介質(zhì)柱二維正方光子晶體模型，采用平面波展開(kāi)法分析了其禁帶特性，并在填充比相同的情況下與其它三種具有不同散射子對(duì)稱性（圓形、紐扣形、半圓形）的二維正方光子晶體的禁帶特性進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明：隨著散射子對(duì)稱性的降低，光子晶體的完全禁帶在寬度和數(shù)量上都有一定的增加。然后我們從能級(jí)簡(jiǎn)并的角度解釋了散射子對(duì)稱性的打破對(duì)完全禁帶寬度和數(shù)量的影響機(jī)制：散射子對(duì)稱性的打破可以將在光子晶體第一布里淵區(qū)高對(duì)稱點(diǎn)出現(xiàn)的能級(jí)簡(jiǎn)并進(jìn)行解

3、開(kāi)，在能級(jí)簡(jiǎn)并處產(chǎn)生新的能帶，同時(shí)可以使光子晶體的能帶在一定程度上變得平坦，從而導(dǎo)致完全禁帶數(shù)量的增加以及寬度的展寬。
　　其次分析了介電常數(shù)對(duì)比度以及紐扣形散射子的三個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)：大圓半徑R、小圓r以及旋轉(zhuǎn)角度q對(duì)完全禁帶特性的影響，計(jì)算結(jié)果表明介電常數(shù)對(duì)比度以及紐扣散射子的三個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)都可以對(duì)紐扣形介質(zhì)柱二維正方光子晶體的完全禁帶特性產(chǎn)生不同程度的影響。經(jīng)過(guò)優(yōu)化計(jì)算，我們可以獲得寬度為0.0638(wa/2pc)的最大完全禁帶以