基于负折射率材料一维光子晶体可调节的频率和方向滤波器

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------基于负折射率材料一维光子晶体可调节的频率和方向滤波器??第40卷第2期??????????????????人??工??晶??体??学??报??????????????Vo.l40??No.2基于负折射率材料一维光子晶体可调节的频率和方向滤波器王嘉宇,王永顺,管荷兰,方云团(镇江船艇学院物理教研室,镇江212003)摘要:为实现可调节的频率和方向滤波器,设计基于负折射率材料含空气层缺陷的一维

2、光子晶体。用特征矩阵的方法研究电磁波在此种结构中的透射系数。研究发现在零平均折射率带隙内存在缺陷模,在正入射条件下缺陷模位置通过改变空气层厚度来调节。对在零平均折射率带隙内某个频率的电磁波,有某个特定方向让其透射,该方向也可以通过改变空气层厚度来调节。研究结果为设计可调节的频率和方向滤波器提供了理论依据。关键词:一维光子晶体;负折射率材料;频率滤波器;方向滤波器中图分类号:O734????文献标识码:A????文章编号:1000??985X(2011)02??0400??05TunableFrequencyFilterandDirectionalFilterBasedonOne

3、??dimensionalPhotonicCrystalsContainingNegativeRefractionMaterialsWANGJia??yu,WANGYong??shun,GUANHe??lan,FANGYun??tuan——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------(DepartmentofPhysics,ZhenjiangWatercraft

4、College,Zhenjiang212003,China)(Received13December2010)Abstract:Tunablefrequencyfilteranddirectionalfilterbasedonone??dmiensionalphotoniccrystalscontainingnegativerefractionmaterialsweredesigned.Withanairdefectinsidetheone??dmiensionalphotoniccrystals,thetransmittanceoftheone??dmiensionalphot

5、oniccrystalswascalculatedthrougheigenmatrixmethod.Thefrequencypositionofdefectmodewithinthezero??averageindexgapcanbechangedthroughadjustingthethicknessofairlayer.Foronefrequencywithinthezero??averageindexgap,thereisanincidentdirectionforelectromagneticwavepropagating.Theincidentdirectioncan

6、alsobechangedthroughadjustingthethicknessofairlayer.Theresultsprovideabasisofdevisingfrequencyfilteranddirectionfilter.Keywords:one??dimensionalphotoniccrystals;negativerefractionmaterials;frequencyfilter;directionalfilter1??引????言滤波器是常用的无线电通信和光通信元器件之一,包括频率滤波—————————————————————————————————

7、—————------------------------------------------------------------------------------------------------器和空间滤波器。基于光子晶体的频率滤波器和空间滤波器已经得到广泛的研究,但这些器件都只能实现单个的频率滤波或特定方向空间滤波功能。而在未来的光子集成回路中,微型的多功能光子器件无疑是最受欢迎的。为了达到这个目的,有人用一种结构实现频率滤波和空间滤波两种功能[8,9][1??10]。但上述结构只