无限周期正负折射率光子晶体的全反射隧穿效应

为了研究一维无限周期正负折射率交替结构光子晶体中光的全反射隧穿效应,利用色散法计算了TE波和TM波在大于全反射角入射一维无限周期正负折射率交替结构光子晶体的色散函数。得出了一维无限周期正负折射率交替结构光子晶体中TE波和TM波的全反射隧穿导带的频率随入射角的变化特性、全反射隧穿导带的频率随负折射材料厚度的变化特性。     

有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应

为了研究一维有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应,利用传输矩阵法计算了TE波和TM波在大于全反射角入射一维有限周期含负折射率光子晶体的透射率。得出了一维有限周期含负折射率光子晶体中TE波和TM波的全反射隧穿峰的频率随入射角的变化特性、全反射隧穿峰的频率随负折射材料厚度的变化特性、全反射隧穿峰数随周期数的变化特性。发现了有限周期含负折射率光子晶体的全反射隧穿效应与普通光子晶体的全反射隧穿效应的不同之处。     

光子晶体全反射隧穿效应中偏振光的场分布

利用特征矩阵的方法,推导出TM波和TE波在一维光子晶体中电场的分布公式,利用这些公式研究了一维光子晶体全反射隧穿现象中TE波和TM波的光场在光子晶体内部的分布特征。在出现全反射隧穿峰处,TE波和TM波的光场不会随传播深度的增加而衰减。在没有出现全反射隧穿峰处,TE波和TM波的光场会随深度的增加而迅速衰减为0。这些研究结果从一维光子晶体内部展现了TE波和TM波的光场分布特征,深化了对一维光子晶体全反射隧穿现象形成规律的认识。     

一维有限周期光子晶体全反射隧穿的多光束干涉理论

为了解释一维有限周期光子晶体全反射隧穿效应的产生原因,利用多光束干涉理论得出了一维有限周期光子晶体的全反射隧穿导带的透射率公式和频率中心公式,成功地解释了一维有限周期光子晶体的全反射隧穿现象的产生原因。利用透射率公式和频率中心公式研究了全反射隧穿导带随周期数、周期光学厚度以及入射角的变化规律。     

平板光子晶体的全反射遂穿及其偏振特性

为了研究1维平板光子晶体的全反射隧穿效应,采用传输矩阵法进行了TE波和TM波大于全反射角入射1维平板光子晶体时所产生的全反射隧穿效应及其偏振特性的研究。结果表明,TE波和TM波的全反射隧穿峰的频率随平板厚度的增加向低频方向移动;全反射隧穿峰的频率随光子晶体的周期光学厚度的增加而减少。这一结果对认识光子晶体的传输特性是有帮助的。     

半无限周期光子晶体全反射隧穿机理的干涉诠释

为了解释一维半无限周期光子晶体全反射隧穿效应的产生机理,利用光的干涉理论推导出一维半无限周期光子晶体的全反射隧穿峰的透射率公式和波长公式,成功地解释了一维半无限周期光子晶体的全反射隧穿现象的产生机理。并利用干涉理论和共振理论对一维半无限周期光子晶体全反射隧穿现象的特征进行了比较研究,两者的结论是一致的。     

方形光子晶体的全反射隧穿效应的滤波特性

为了研究一维方形光子晶体中电磁波的全反射隧穿效应,利用传输矩阵法计算了电磁波在大于全反射角入射一维方形光子晶体的透射率。在透射波中发现了全反射隧穿效应。得出了方形光子晶体的全反射隧穿效应随模式量子数、边长、周期数的变化规律。为设计性能优良的光子晶体滤波器提供了理论依据。     

一维光子晶体全反射隧穿效应中光的场分布

为研究一维光子晶体全反射隧穿效应中光场的分布特征,推导出TE波在一维光子晶体中光场的分布公式,利用这个公式研究了一维光子晶体全反射隧穿现象中光场在光子晶体内部的分布特征。得出在出现全反射隧穿透射峰处,随着光在一维光子晶体内的传播深度的增加其光场分布呈周期性变化,光场不随传播深度的增加而衰减,光场的分布呈现共振的特征。     

色散对圆柱形光子晶体波导传输模式的影响

利用材料的色散关系和特征矩阵法研究了一维圆柱形光子晶体波导中TE波和TM波模式禁带的变化特征,得出了TE波和TM波模式禁带随色散强度、色散厚度的变化规律.色散强度和色散厚度都会对一维圆柱形光子晶体波导中TE波和TM波的模式禁带产生影响.利用TE波和TM模式禁带随色散强度、色散厚度的变化规律,可实现对一维圆柱形光子晶体波导中TE波和TM波各传输模式的有效控制.     

杂质色散对一维光子晶体偏振滤波特性的影响

利用杂质的色散关系和特征矩阵法研究了一维光子晶体中TE波和TM波的滤波通道的变化特征,碍出了TE波和TM波的滤波通道随色散强度、入射角、杂质厚度的变化规律.色散强度、入射角、杂质厚度能够对一维光子晶体中TE波和TM波的滤波通道产生明显的影响.利用TE波TM和波滤波通道随色散强度、入射角、杂质厚度的变化规律,可以有效地实现对TE波和TM波滤波频率和频率宽度的控制.     

1维掺杂光子晶体中光的全反射贯穿特性

为了研究1维掺杂光子晶体中光波的全反射贯穿特性,利用传输矩阵法计算了TE波在大于全反射角入射1维掺杂光子晶体的透射率。结果表明,在透射波中发现了全反射贯穿效应,得出了1维掺杂光子晶体的全反射贯穿效应随入射角、杂质厚度、杂质折射率以及周期数的变化特性。这些特性可以用于设计光子晶体滤波器。     

圆柱固 液结构声子晶体的全反射隧穿效应

为了研究一维固-液结构圆柱形声子晶体中弹性波的全反射隧穿效应,利用转移矩阵法计算了弹性波在大于全反射角入射一维圆柱形声子晶体的透射率。在透射波中发现了全反射隧穿效应,得出了全反射隧穿峰的频率随模式量子数的变化特征,全反射隧穿峰的频率随圆柱半径的的变化特征,全反射隧穿峰的峰数随周期数的变化特征。并利用波的量子理论和倏逝波的理论对一维声子晶体的隧穿效应作出了定性的理论解释。     

负折射率柱形光子晶体的全反射隧穿特性

为了研究一维含负折射率柱形光子晶体的全反射隧穿效应,利用特征矩阵法研究了光波在大于全反射角入射一维含负折射率柱形光子晶体时所产生的全反射隧穿教应。得出了基全反射隧穿峰的频率随周期数、模式量子数以及圆柱半径的变化特性。     

平板光子晶体全反射贯穿效应的滤波特性

为了研究一维平板光子晶体中电磁波的全反射贯穿效应,利用传输矩阵法计算了电磁波在大于全反射角入射一维平板光子晶体的透射率。在透射波中发现了全反射贯穿效应。得出了平板光子晶体的全反射贯穿效应随模式量子数、周期数、平板厚度的变化规律。为设计性能优良的光子晶体滤波器提供了理论依据。Abstract：关键词：Key words：     

Inverse scattering method for one-dimensional inhomogeneous layered media

An inverse scattering method to reconstruct simultaneously the permittivity profile and the conductivity profile of one-dimensional inhomogeneons medium which makes use of the transverse electric (TE) wave and/or transverse magnetic (TM) wave, is proposed. The medium is illuminated by the TE and/or TM plane wave at oblique incidence, and the data are taken as the reflection coefficients for a set of discrete frequencies and/or a finite number of incident angles. Furthermore, the reflection coefficient data contain the Gaussian noise. The nonlinear integral equation relating the unknown constitutive parameter of the medium to the reflection coefficient for TE wave and/or TM wave is solved by the Newton iteration method. The inverse operator in the Newton method is determined by the regularization method. It is demonstrated in terms of the numerical examples that this method utilizing both polarizations and the incident angle of the incident plane wave is very effective even if the reflection coefficient contains the practical measurement error, or the phase of the reflection coefficient is unknown. Moreover, the relationships between the errors of reconstructed profile and the measured reflection coefficient are also discussed.     

杂质吸收对光子晶体缺陷模偏振态的影响

引入复折射率并利用特征矩阵法,研究了杂质的吸收对TE波和TM波缺陷模透射峰的影响.得出:杂质的消光系数对TE波和TM波的缺陷模透射峰都有显著的影响,但对TE波缺陷模的影响比对TM波缺陷模的影响更为明显.当消光系数一定时,TE波的缺陷模透射峰随入射角的增大而迅速减小,而TM波的缺陷模透射峰随入射角的增大而增大.利用这一特性可以设计光子晶体偏振滤波器.