薄膜光子晶體及太赫茲波探測的電磁特性分析.pdf

1、光子晶體是由介電常數(shù)不同的介質(zhì)周期型排列構(gòu)成的人工材料。因其具有獨特的特性及潛在的巨大應(yīng)用價值，近十年來，光子晶體已成為國際科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點和前沿科技。其次，太赫茲輻射源的發(fā)展和探測手段的進(jìn)步，為研究和應(yīng)用THz波技術(shù)于生物、醫(yī)療、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域提供了巨大的條件與機(jī)遇。其中，太赫茲在等離子體中的傳輸也包涵著異乎尋常的物理現(xiàn)象。本論文主要采用龍格庫塔指數(shù)時程時域有限差分(RKETD-FDTD)方法對等離子體光子晶體、太赫茲與等離子體的

2、相互作用進(jìn)行了分析。
　　 本文首先介紹了光子晶體與太赫茲技術(shù)的概念、特性及應(yīng)用價值。其次對相關(guān)時域有限差分算法的原理及公式推導(dǎo)進(jìn)行了介紹。本文采用了一種新的處理色散介質(zhì)的數(shù)值算法，RKETD-FDTD，來處理結(jié)構(gòu)模型中較復(fù)雜的等離子體部分的計算。主要工作如下:
　　 1.推導(dǎo)RKETD-FDTD算法迭代公式并驗證其正確性，通過其仿真計算了一維非磁化等離子體光子晶體的頻域特性，并分析了光子晶體各項參量對光子禁帶的影響。<

3、br>　　 2.根據(jù)光子晶體的光子局域特性，在一維等離子光子晶體中引入單缺陷層，構(gòu)成一種新的可調(diào)諧光子晶體濾波器，分析了其時域、頻域波形，以及相關(guān)因素對濾波特性的影響。其次，在單通道濾波器的基礎(chǔ)上，通過引入雙缺陷設(shè)計了可調(diào)諧雙通道光子晶體濾波器。
　　 3.運用FDTD算法模擬二維光子晶體結(jié)構(gòu)，主要分析幾種了基于線缺陷和耦合點缺陷結(jié)構(gòu)的二維光子晶體波導(dǎo)。
　　 4.在超寬帶微波檢測乳腺腫瘤的背景前提下，結(jié)合光子帶隙結(jié)構(gòu)