二維光子晶體及左手媒質研究.pdf

1、光子晶體與左手媒質均是當前研究的熱點，在微波與光學領域都有巨大的應用前景。二維光子晶體由于其加工工藝較三維光子晶體簡單，容易引入缺陷，以及應用廣泛而格外受到重視。但是，光子晶體和左手媒質的理論和應用研究剛剛起步，在理論分析、數(shù)值計算和實際應用等方面亟待深入。本文介紹了分析二維光子晶體的新方法——T－矩陣方法，研究了左手媒質和光子晶體中的負折射現(xiàn)象，探索了光子晶體在波導縫隙陣上的應用。本文的主要工作可以概況為： 1.掌握并熟練應用

2、平面波方法和時域有限差分方法分析光子晶體。可以應用這兩種方法計算光子晶體的帶結構和傳輸系數(shù)。 2.成功將T－矩陣方法應用于各種類型的二維光子晶體的分析。本文介紹的T－矩陣方法可以分析由理想導體周期圓柱陣和介質周期圓柱陣構成的光子晶體，也可以分析埋置于簡單介質板中的光子晶體，還可以分析含有或不含有缺陷的有限光子晶體。首次應用T－矩陣方法分析由旋性媒質構成的光子晶體，而且該分析方法可以推廣到一般的各向異性媒質光子晶體。 3.

3、介紹了高斯束波入射到光子晶體上的分析方法，將該方法與T－矩陣方法相結合可以分析高斯束波入射時多種類型二維光子晶體的散射。該方法的分析思路可以推廣到其它類型的束波。 4.僅從邊界條件和物理實際出發(fā)說明了平面波在左手媒質和右手媒質界面處發(fā)生了負折射現(xiàn)象，詳細推導了反射系數(shù)和折射系數(shù)，說明了在左手媒質和右手媒質界面處，波服從負折射率情況下的Snell定律和Fresnel定律。 5.深入研究了光子晶體中的負折射現(xiàn)象，指出當?shù)阮l率