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介质/金属一维光子晶体的特性研究

贺贝加  
【摘要】:光子晶体是一种由不同折射率的介质呈周期性排列的光学材料,因其具有光子禁带的特点而得到广‘泛应用。随着人们对光子晶体的深入研究,若在介质中加入金属,使金属与介质呈周期性排列,即可以构成介质/金属一维光子晶体。这种结构在保持了光子晶体特性的同时还具备了金属的特点,因此具有新的物理意义和更大的应用前景。 本论文在设计了可见光波段介质/金属一维光子晶体结构的基础上,采用时域有限差分法方法,以两种不同的金属插入方式,仿真研究了光子晶体的结构参数对其光子禁带特性的影响规律。研究结果表明: 1)随金属层的金属等离子体频率增加禁带宽度不断增大;而金属碰撞频率对禁带没有显著影响。 2)金属的插入方式和结构周期数的改变对禁带宽度基本没有影响,但随着周期数的增加,禁带外侧的最大透过率减小。 3)随金属层的厚度增加禁带宽度不断增大;随介质层厚度增加禁带中心位置发生红移。 4)增加单一介质折射率,禁带中心位置会发生红移。


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