外磁場對二維磁性光子晶體絕對帶隙結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、當(dāng)構(gòu)成光子晶體的材料其介電函數(shù)或磁導(dǎo)率隨光波的頻率而改變時(shí)，在求解光子晶體的能帶結(jié)構(gòu)時(shí)間題就變得比較復(fù)雜。一般情況下，鐵氧體材料的磁導(dǎo)率是隨光波的頻率而改變的。本文運(yùn)用擴(kuò)展基矢的方法，研究了外磁場對由鐵氧體材料構(gòu)成的二維磁性光子晶體的影響。 首先，研究了外磁場對由鐵氧體材料構(gòu)成的三角格子二維磁性光子晶體絕對帶隙結(jié)構(gòu)的影響，散射子為圓形空氣柱子。研究發(fā)現(xiàn)：隨著外磁場的增加，填充率為0.843的二維磁性光子晶體的絕對帶隙的寬度、絕對

2、帶隙的中心頻率以及絕對帶隙的寬高比均單調(diào)遞增，但是上述各量有外場時(shí)的值均比不加外磁場時(shí)的值小，而且加外磁場后不出現(xiàn)絕對帶隙閉合的情況。對于填充率為0.650的情況，加外磁場后除了對低頻段的絕對帶隙有類似于填充率為0.843時(shí)的影響之外，加外磁場后在高頻段又出現(xiàn)了一個(gè)新的絕對帶隙，此絕對帶隙的寬度和絕對帶隙的寬高比均隨外磁場的增加而單調(diào)遞減，而絕對帶隙的中心頻率則隨外磁場的增大而單調(diào)遞增．值得注意的是在外磁場大到3.0(2πc·α<'-1

3、>)后，該絕對帶隙就閉合了。 其次，研究了外磁場對由鐵氧體材料構(gòu)成的正方格子二維磁性光子晶體絕對帶隙結(jié)構(gòu)的影響，散射子分別為：圓形空氣柱子，正方形空氣柱子和正方形介質(zhì)柱子。計(jì)算結(jié)果表明三種結(jié)構(gòu)具有一些共同點(diǎn)，即加外磁場后絕對帶隙都存在閉合的情況，另外三種結(jié)構(gòu)的絕對帶隙寬度、絕對帶隙的中心頻率以及絕對帶隙的寬高比均隨外磁場的增大而幾乎單調(diào)遞增；不同點(diǎn)是：絕對帶隙閉合時(shí)所對應(yīng)的外磁場范圍不同，圓形空氣柱子結(jié)構(gòu)的范圍最大，正方形空氣柱