1 吉林师范大学物理学院, 吉林 四平 136000
2 吉林大学物理学院, 吉林 长春 130012
3 东北师范大学物理学院, 吉林 长春 130012
4 安庆师范学院物理与电气工程学院, 安徽 安庆 246133
用平面波展开法研究了二维函数光子晶体的带隙结构,其介质柱折射率为空间坐标函数。对TE和TM波带隙结构进行了数值分析,并与二维常规光子晶体（即介质柱折射率为常数） 带隙结构进行了比较。研究了介质柱半径ra、函数系数k和参数b对二维函数光子晶体带隙结构的影响,结果表明通过改变ra、k、b的取值, 可实现对二维函数光子晶体带隙的调节；二维函数光子晶体存在绝对带隙及半Dirac点。这些结论为光子器件设计提供了新的理论依据。
量子光学 二维函数光子晶体 带隙结构 绝对带隙 半Dirac点 quantum optics two-dimensional function photonic crystals band gap structure absolute band gap semi-Dirac points
曲阜师范大学物理工程学院, 山东省激光偏光与信息技术重点实验室, 山东 曲阜273165
在二维正三角晶格光子晶体的基础上，通过改变晶体的晶格基矢构造了一种全新的周期结构。该周期结构的最小周期单元不再是传统意义上的等边三角形，而是一种更为优化的斜三角形结构。利用平面波展开法理论模拟了二维斜三角晶格光子晶体完全带隙的情况，发现所设计结构的完全带隙宽度是二维正三角晶格光子晶体完全带隙宽度的4.32倍。分析了介质柱宽度，介质柱旋转角度以及相对介电常数对所构造结构的完全带隙的影响，所得结果对二维光子晶体的理论研究和实际应用有所帮助。为任意角度的二维光子晶体集成波导的研究和制作提供了理论基础。
光子晶体 斜三角晶格 平面波展开法 完全带隙 photonic crystal oblique triangular lattice plan wave expansion method absolute band gap
华南师范大学信息光电子科技学院光子信息技术广东省高校重点实验室, 广东 广州 510006
提出了一种新颖的制作二维光子晶体全光开关的方法。光子晶体波导通过往二维六角形分布的光子晶体的空气孔中填充偶氮苯掺杂液晶得到。数值模拟结果表明，通过外界光场控制空气孔中所填充的向列液晶的方向可以对光子晶体的方向能隙进行调节，这种可调节性可用于制作全光开关。与电场调制方法相比，该光控液晶取向技术具有响应速度快、结构简单的优点。
光子晶体 液晶 平面波展开法 完全禁带 全光开关
因各向同性介质组成的正方晶格方形介质柱不能产生绝对带隙,而三角晶格正方介质柱可以产生很小的带隙,为了得到更大带隙,引入各向异性介质来代替各向同性介质,由于各向异性介质在不同方向上的介电常数不同,可以产生较大的绝对带隙,利用平面波展开法分别计算了正方晶格各向异性介质柱产生的绝对带隙宽度为0.03095ωe(ωe为中心频率),三角晶格各向异性正方介质柱产生的完全禁带宽度为0.03831ωe,是各向同性介质所产生带宽的3.6倍。这一结果对光子晶体带隙的研究是很有帮助的。
材料 光电子学 完全禁带 平面波展开法 各向异性 各向同性 materials optoelectronics absolute band gap plane wave expansion method anisotropic isotropic
利用时域有限差分方法理论研究了由介质锗柱组成的二维三角晶格光子晶体的完全光子禁带。研究表明,对于由圆形空心锗柱排列在空气中组成的三角晶格光子晶体,TM偏振和TE偏振的光子禁带存在重叠,因而具有完全禁带。当锗柱的形状为空心三角形时,可实现宽度为0.074 (2πc/a)的完全带隙,该带隙宽度达到了中心频率的16.2%。
光子晶体 时域有限差分方法 完全带隙
中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275
通过在二维三角晶格中引入两个完全一样的介质圆柱构成了类蜂窝状结构光子晶体，并对其光子能带进行了频域计算。借助数值方法分析了介质柱位置改变对光子能带的影响，计算结果表明，这种类蜂窝状结构二维光子晶体可以产生很宽的带隙，而且在一定填充率下，可以通过调整介质柱的位置使完全光子带隙达到最大化。
光电子学 光子晶体 完全带隙 频域方法 蜂窝状结构 三角晶格
1 镇江船艇学院物理系,江苏,镇江,212003
2 江苏大学物理系,江苏,镇江,212013
3 南京师范大学江苏省光电中心实验室,江苏,南京,210097
4 镇江船艇学院数学系,江苏,镇江,212003
由一个正方介质柱和两个圆介质柱构造一个二维正方复式晶格的光子晶体.应用平面波展开的方法研究了光波在其中的传播规律.通过调节介质柱几何尺寸和介电常数,该结构产生了完全光子带隙.
波动光学 光子晶体 二维正方复式晶格 完全光子带隙 wave optics photonic crystal 2D cubic compound lattice absolute band gap
1 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室光及电磁波研究中心, 杭州 310027
2 浙江台州学院物理系, 浙江省临海 317000
针对方块像素组成的二维光子晶体,传统平面波展开法可经修正使之收敛速度大大提高。采用快速算法,在高频区域找到了一种具有稳定的较大绝对禁带宽度的GaAs光子晶体结构,绝对禁带宽度为0.0995ωe(ωe= 2πc/a,a为晶格常量,c为光速),中心频率为1.2625ωe。
光子晶体 像素型 快速平面波展开法 绝对禁带
