1 兴义民族师范学院 物理与工程技术学院，贵州 兴义 562400
2 河池学院 物理与机电工程学院，广西 宜州 546300
3 广西大学 物理科学与工程技术学院，广西 南宁 530004
为研究与设计新型光波导和光学传感器，通过参数匹配，并利用平面波展开的传输矩阵理论及布洛赫定理，研究左右手材料光子晶体的能带结构、表面波局域电场分布等，结果表明：零平均折射率左右材料光子晶体能带中存在的半封闭状和封闭状禁带结构，且通带中的能级曲线由高频向低频方向振荡衰减并简并。添加表面覆盖层介质后，部分半封闭状及封闭状禁带中出现正向波和反向波分立能级，分立能级随覆盖层厚度增大向波矢减小方向移动，半封闭状禁带中的分立能级在覆盖层厚度达到一定数值时出现分裂现象。禁带中正向表面波局域电场极大值均处于覆盖层与光子晶体表面交界处附近，并随覆盖层厚度增大或远离交界处而衰减，封闭状禁带对应的局域电场极大值对覆盖层厚度的响应灵敏度弱于半封闭状禁带。禁带中的反向表面波局域电场及其极大值均处于光子晶体内部，而且随覆盖层厚度增大而增强，封闭状禁带对反向表面波的局域限制作用、表面波与入射光的耦合作用、局域电场对覆盖层厚度的响应灵敏度等强于半封闭状禁带。
光子晶体 零平均折射率 表面波 局域电场 传输矩阵 photonic crystal zero mean refractive index surface wave local electric field transmission matrix 红外与激光工程
2020, 49(9): 20200052
华南师范大学物理与电信工程学院, 广东 广州 510006
运用传输矩阵法,计算了由正、负折射率材料构造的一维光子晶体的反射波的相位特性。在该结构的零平均折射率（zero-）带隙范围内,TE波和TM波的反射相位差随着入射角的增大而增大,且在很宽的频率范围内（相对带宽Δω/ω>19%）保持一定值。利用此特性,可以设计一种反射型相位补偿器。计算了缩放因子、材料厚度比、折射率和周期对相位补偿器的影响。
一维光子晶体 负折射率材料 零平均折射率带隙 反射相位 相位补偿器
1 同济大学玻尔固体物理研究所, 上海 200092
2 河南理工大学物理化学学院, 河南 焦作 454003
通过左右手复合传输线(CRLHTLs)实现了一维的特异材料(Metamaterials)，基于Metamaterials单元构成了光子晶体，并分析、测试了其传输特性.实验结果表明，由特异材料构成的一维光子晶体具有Bragg带隙和等效的单负带隙.当晶格尺度同比例改变时，等效的单负带隙基本上不发生移动，并且带边分别由零平均介电常数ε=0和零平均磁导率μ=0决定.零平均折射率(zero-n)带隙和零有效相位(zero-φeff)带隙可以理解为一种等效的单负带隙.对由Metamaterials构成的一维光子晶体传输特性的研究，有助于Metamaterials在射频／微波电路和仪器中的应用.
特异材料 左右手复合传输线 零平均折射率带隙 零有效相位带隙 metamaterial composite right/left-handed transmission line zero-n gap zero-φeff gap
郑州大学激光与光电信息技术重点实验室,郑州 450052
运用光学传输矩阵理论，研究了含左手材料一维二元光子晶体的禁带特性.提出了含左手材料的光子晶体异质结构中零平均折射率带隙展宽的方法.根据此方法设计的异质结构的光子晶体形成的零平均折射率带隙，与一维光子晶体零平均折射率带隙相比，零平均折射率带隙的宽度和相对带隙宽度可以得到显著的拓宽.而且它的零平均折射率带隙的边缘与TM波和TE波相关.这种特性在微型谐振腔、天线基片、同轴波导等方面都具有潜在的应用.
光子晶体 传输矩阵 左手材料 零平均折射率带隙 Photonic crystal Transfer matrix Negative refractive index Zero averaged refractive gap
