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1、复合型二维光子晶体的带隙展宽特性是怯心5"复合型二维光子晶体的带隙展宽特性王身云17刘少斌,杨建平(1.南昌大学物理系,南昌330031;2.南京航空航天大学信息科学与技术学院,南京2100163.湖北民族学院物理系,湖北恩施445000)摘要:选用时域有限分方法(FDTD)分析光子晶体带隙结构.选择两种不同晶格常数的二维光子晶体构成复合型二维光子晶体,计算了复合型光子晶体和组合光子晶体在近红外频段的带隙结构,结果表明,复合型二维光子晶体在近红外波频段的禁带宽度明显大于组合光子晶体禁带宽度通过改变复合光子晶体的介电常数,实现其禁带向高频区或低频区移动.关键词:复
2、合型光子晶体;带隙结构;时域有限差分方法中图分类号:0431文献标识码:ABandgapextensionoftwo-dimensionalcomposite-photonic-crystalsWrANGShen-yun.LIUShao—bin.YANGJian-Ping3(1.Departmentofphysics,NanchangUniversity,Nanchang33003I,China;2.CollegeofInformationScience&Technology.NanjingUniversityofAeronautics&Astr
3、onautics,Nanjing210016,China;3.Departmentofphysics,HubeiInstituteForNationalities.EnshiHubei445000.China)Abstract:Thebandgapsoftriangularcomposite-photonic—crystalsarestudiedbyFDTDmethod.Thetwo—di—mensionalcomposite—photonic—crystalsareformedwithtwodifferentcrystalconstants.Wecaculat
4、edthebandstructureofcomposite—photonic—crystalandcompositephotoniccrystals.Theresultsshowthatthebandgapsarewiderthanthatofbothcompositephotoniccrystalsatnearinfraredwave.Thenwecansetdifferentdi—electricconstantofphotoniccrystaltoremovethebandgapstowardshigh--frequencyregionorlow--fre
5、quencyregion.Keywords:composite--photonic--crystals;bandstructure;FDTDmethod1引言光子晶体是在1987年分别由Yablonovitch和John等人提出来的.因其具有控制光子的流动能力而备受关注光子晶体的结构可理解为折射率周期性排布的一种材料.在这种折射率呈周期性排布的电介材料中.某些波段的电磁波因周期性结构的强散射效应(strongscatteringeffect)将无法在电介材料中传播,因而形成光子带隙结构I1.(photonicband—gapsystem,简收稿日期:2007—0
6、5一l1.基金项目:国家自然科学基金项目(批准号:6o471oo2)资助.作者简介:王身~(1981—1,男,土家族.湖北省恩施市人硕士生,主要研究工作是光子晶体与等离子体隐身技术.称PBG结构).光子晶体的这一特性,使其有着广泛的潜在应用前景,比如,利用光子晶体可以控制原子的自发辐射,可以制作零阈值的激光器可以制作高效率的发光二极管可以制作光滤波器,光开关,光混频器,光倍频器和光存储器等等I在光子晶体的许多应用研究中.如制作宽频带,低损耗的光反射镜,人们通常都希望得到较宽的光子带隙.为了获得更宽的光子带隙,人们对各种结构进行了尝试,如三角形结构,钻石结构,蜂窝
7、结构等t0],但是效果都不是很理想,通常只能获得中心频率2O%3O%的光子带隙.因而探索光子晶体结构仍然是一个很有意义的课题,'1,l吁,等:维比'.体的m'点众所周知.光子晶体的带隙结构与光子晶体各参数有关.如晶格常数不同.光子带隙的位置和宽度是不同的本文选择两种晶格常数f其它参数相同)的三角形光晶体组合成复合型光子晶体.计算结果表明.这种复合光子晶体的带隙明显大于前两种的组合光子晶体各自禁带的宽度我们以时域有限差分方法作为分析工具.以二维三角形光子晶体TE(H=Hzk,E=Exi+Eyj.k为平行于介质柱轴方向的单位矢量)模为研究对象2时域有限差分方法光子晶
8、体的理论研究.仍可归结为
