基于磁光效應的光子晶體非互易傳輸?shù)难芯?pdf

1、光子晶體是具有光子帶隙的人工超材料。在光子晶體中插入磁性材料可以在帶隙中產(chǎn)生允許光通過的缺陷模，磁性材料在磁光效應的作用下，將破壞系統(tǒng)的時間反演對稱性。同時，利用結構的不對稱性破壞空間反演對稱，可以實現(xiàn)光在光子晶體中非互易性傳輸或吸收。
　　本文使用傳輸矩陣法對光子晶體進行理論分析，由于磁性材料在佛克脫效應下的介電常數(shù)為張量，與傳統(tǒng)的傳輸矩陣法在計算時存在差異，所以本文基于麥克斯韋方程組對傳輸矩陣重新進行了推導，并且研究了插入磁性

2、材料的光子晶體傳輸特性。
　　為了實現(xiàn)光的非互易性傳輸，本文基于兩個不對稱的金屬磁性材料缺陷層，設計出結構簡單的一維光子晶體光隔離器。在用改進的傳輸矩陣法對結構模型計算后，基于MATLAB軟件編程模擬研究了其傳輸光譜。分析了光隔離器的傳輸特性隨入射角度、外加磁場和金屬磁性材料層厚度的變化規(guī)律。結果表明，在入射角較小時，光隔離器的非互易效果不明顯，隨著入射角的不斷增大，非互易效果不斷增強并有最大值。改變外加磁場和缺陷層厚度時，非互易

3、效果也有相似的變化規(guī)律。另外，通過改變結構的參數(shù)和外部條件可以調節(jié)非互易性諧振通道的位置。
　　在此基礎上，本文在光子晶體中插入磁性材料和金屬材料，設計了具有單向吸收特性的電磁波吸收器。利用磁光效應達到單向吸收的目的，同時加強金屬層的吸收效果。分別計算了對稱結構和非對稱結構的吸收光譜，分析了非對稱結構具有單向吸收特性的原因。然后研究了吸收器的吸收特性與金屬缺陷層的關系。結果表明吸收效率隨金屬層厚度的增大而增強，且在金屬層厚度變化的