二維光子晶體能帶結(jié)構(gòu)計算.pdf

1、1.利用平面波展開方法對多種類型的二維光子晶體能帶結(jié)構(gòu)進行了數(shù)值計算。首先，利用頻率獨立的平面波展開方法計算了簡單品格、復式晶格以及含有缺陷的二維電介質(zhì)光子晶體能帶結(jié)構(gòu)，并且研究了兩種具有二維完全光子帶隙的復式晶格光子晶體。同時，結(jié)合超原胞技術(shù)，計算出二維光子晶體波導的缺陷模式，發(fā)現(xiàn)由于缺陷模式的存在使得E偏振光子帶隙完全消失，并且根據(jù)計算討論了缺陷的寬度和缺陷兩側(cè)介質(zhì)柱的數(shù)目對光子能帶結(jié)構(gòu)的影響。 2.利用頻率依賴的平面波展開

2、方法實現(xiàn)了介電常數(shù)隨入射波頻率變化的二維金屬、等離子體光子晶體能帶結(jié)構(gòu)的計算，并將計算結(jié)果與現(xiàn)有文獻進行比較，驗證了我們編寫的計算程序的正確性。在此基礎(chǔ)上，本文發(fā)展了現(xiàn)有的頻率依賴的平面波展開方法，計算了二維高溫超導體光子晶體能帶結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)這種光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)隨溫度變化的可調(diào)性很小，與以往文獻中可調(diào)性很大的結(jié)論相反。這是由于以往的文獻在計算中忽略了正常態(tài)電子的貢獻，而本文引入了該項，使得計算結(jié)果更加接近實際情況，更加準確。通過計算得出

3、，隨著溫度的升高。特別是當溫度上升到接近超導臨界溫度時，正常態(tài)電子的貢獻是不能夠忽略的。 3.利用頻率依賴的平面波展開方法和Maxwell-Garnett型有效介質(zhì)理論，研究了二維金屬-電介質(zhì)(MD)光子晶體能帶結(jié)構(gòu)。對于E偏振，當金屬層厚度超過某一臨界值時，除了少數(shù)平帶以外，MD光子晶體能帶結(jié)構(gòu)與相應的金屬光子晶體能帶結(jié)構(gòu)幾乎完全一致。對于H偏振，當金屬層達到一定厚度時，在第一和第二條光子能帶之間將產(chǎn)生最低頻率帶隙。根據(jù)Max