二维光子晶体的完全带隙 被引量：9

1

作者 刘光裕 宁永强 +5 位作者 张立森 王伟 孙艳芳 秦莉 刘云 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期169-173,共5页

为了研究二维光子晶体完全带隙的规律,采用平面波展开法模拟了4种结构二维光子晶体,在固定光子晶体周期常数a的情况下,研究完全带隙随柱半径r的变化规律。研究发现,六角晶格空气孔型光子晶体的完全带隙出现在r=0.42～0.50μm的范围,最... 为了研究二维光子晶体完全带隙的规律,采用平面波展开法模拟了4种结构二维光子晶体,在固定光子晶体周期常数a的情况下,研究完全带隙随柱半径r的变化规律。研究发现,六角晶格空气孔型光子晶体的完全带隙出现在r=0.42～0.50μm的范围,最大带隙宽度Δω1=0.08(ωa/2πc);方形晶格空气柱型光子晶体在r=0.47～0.50μm范围内存在完全带隙,带隙宽度Δω2=0.02(ωa/2πc)。完全带隙中心频率随r的增加而增加。六角周期和方形周期的GaAs介质柱型光子晶体不存在完全带隙。 展开更多

关键词 光子晶体 平面波展开法 完全带隙

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二维正方柱结构光子晶体禁带的研究 被引量：5

2

作者 王媛媛 宋健 +3 位作者 黄益强 李田赫 张振宇 何晓东 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期969-973,共5页

利用平面波展开法通过计算机模拟仿真对二维正方排列介质方柱和空气方柱结构以及三角排列介质方柱和空气方柱结构进行了禁带研究。研究发现:这四种二维光子晶体结构都存在完全禁带。介质方柱结构具有较大的TM禁带,而空气方柱结构具有较... 利用平面波展开法通过计算机模拟仿真对二维正方排列介质方柱和空气方柱结构以及三角排列介质方柱和空气方柱结构进行了禁带研究。研究发现:这四种二维光子晶体结构都存在完全禁带。介质方柱结构具有较大的TM禁带,而空气方柱结构具有较大的TE禁带。当介质方柱宽度增大时,禁带中心频率均向低频移动,而当空气方柱宽度增加时,禁带中心频率均向高频移动。当增大材料折射率时,禁带中心频率均向低频移动。对于空气方柱结构,应该选取高折射率材料,以提高完全禁带的带隙率。 展开更多

关键词 光子晶体 二维光子晶体 平面波展开法 禁带结构 完全禁带

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声子晶体板中低频完全禁带形成机理研究 被引量：9

3

作者 李锁斌 陈天宁 +1 位作者 奚延辉 王小鹏 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期51-57,共7页

针对固体基局域共振型声子晶体中难以出现100Hz以下的完全弹性波禁带问题,提出了一种新型声子晶体板,其结构由锥形复合散射体周期性阵列于一个二维二组元声子晶体板两边构成。采用有限元方法对其禁带特性和禁带形成机理进行理论研究,获... 针对固体基局域共振型声子晶体中难以出现100Hz以下的完全弹性波禁带问题,提出了一种新型声子晶体板,其结构由锥形复合散射体周期性阵列于一个二维二组元声子晶体板两边构成。采用有限元方法对其禁带特性和禁带形成机理进行理论研究,获得了声子晶体板中低频完全禁带的形成机理以及禁带调节规律。研究发现,不同形式的板波模态与对应的局域共振模态依据模态叠加原理相互耦合生成面内、面外两种禁带,二者叠加形成完全禁带;散射体振子的等效弹簧质量系统耦合是难以产生低频完全禁带的主要原因。研究结果表明：新型声子晶体板中散射体振子的等效弹簧质量系统可被引入的橡胶填充体解耦,致使面内、面外禁带分离;引入的锥形复合散射体可使相互分离的面内、面外禁带被同时单独调节至低频发生重叠,最终生成了一条频率范围为59~103Hz的低频完全禁带。研究结果和结论可将声子晶体应用于工程结构低频减振中。 展开更多

关键词 声子晶体板 低频完全禁带 低频禁带机理 低频减振

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一维光子晶体的有效折射率及色散特性 被引量：10

4

作者 陈慰宗 卜涛 +3 位作者 付灵利 郑新亮 李绍雄 周景会 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期1124-1127,共4页

对有限长度一维光子晶体引入了复有效折射率的概念 它的实部描述了一维光子晶体的色散特性 ,虚部反映了光在光子禁带被损耗衰减而消失的特征 从具体计算λ/4波片堆组成的一维光子晶体的复有效折射率的结果可以看到 ,它的实部受到光子... 对有限长度一维光子晶体引入了复有效折射率的概念 它的实部描述了一维光子晶体的色散特性 ,虚部反映了光在光子禁带被损耗衰减而消失的特征 从具体计算λ/4波片堆组成的一维光子晶体的复有效折射率的结果可以看到 ,它的实部受到光子带结构的调制 ,在光子禁带及透射带中的一部分出现反常色散现象 在很大的频率范围内 ,有效折射率变得小于 展开更多

关键词 色散特性 一维光子晶体 复有效折射率 λ/4波片堆 反常色散 光子禁带 非线性光学材料

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利用复式原胞实现二维光子晶体中的完全带隙 被引量：4

5

作者 冯志芳 王义全 +3 位作者 张道中 程丙英 郝伟 江少林 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期390-392,共3页

为了实现二维光子晶体的完全带隙，采用不同结构的复式原胞，构成了一种复式光子晶体．用多重散射的方法，分别计算了不同占空比和内部参数，以及当光沿不同方向入射时s偏振波和p偏振波的透过谱．从理论上论证了在这种复式原胞的光子晶... 为了实现二维光子晶体的完全带隙，采用不同结构的复式原胞，构成了一种复式光子晶体．用多重散射的方法，分别计算了不同占空比和内部参数，以及当光沿不同方向入射时s偏振波和p偏振波的透过谱．从理论上论证了在这种复式原胞的光子晶体中，只要选择合适的内部参数和占空比，就可以在二维复式光子晶体中达到三维光子晶体效果，即获得到完全带隙． 展开更多

关键词 光子晶体 完全带隙 复式原胞

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心材密度及弹性模量对二维局域共振型声子晶体声波禁带的影响 被引量：4

6

作者 赵宏刚 刘耀宗 +1 位作者 温激鸿 韩小云 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期524-527,536,共5页

局域共振型声子晶体由包覆软橡胶后的钢柱周期排列在树脂中形成。本文采用平面波展开法分别计算了该声子晶体在正方形和三角形点阵下的能带结构,分析了各点阵下心材密度和弹性模量对各模态(包括Z模态和XY模态)最低完全禁带的影响。结果... 局域共振型声子晶体由包覆软橡胶后的钢柱周期排列在树脂中形成。本文采用平面波展开法分别计算了该声子晶体在正方形和三角形点阵下的能带结构,分析了各点阵下心材密度和弹性模量对各模态(包括Z模态和XY模态)最低完全禁带的影响。结果发现,在心材弹性模量接近橡胶弹性模量而改变时,禁带上边界变化较大。但总的来说,当心材的密度(弹性模量)增大时,各模态上下边界频率降低(升高)。同时三角形排列下禁带宽度大于正方形排列。 展开更多

关键词 声子晶体 局域共振 完全禁带

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具有分形特征的二维金属型光子晶体带隙特性 被引量：1

7

作者 郑秋容 梁俊 +2 位作者 袁安民 曹祥玉 赵辉 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第5期38-45,共8页

采用空域有限差分法模拟了(Vicsek-分形结构和Von-雪花分形结构)具有分形特征的二维金属型光子晶体的带隙特性。结果发现采用分形结构后,光子晶体产生了与谐振无关的多频段带隙甚至出现了完全带隙,带隙宽度得到了进一步展宽,为设计多频... 采用空域有限差分法模拟了(Vicsek-分形结构和Von-雪花分形结构)具有分形特征的二维金属型光子晶体的带隙特性。结果发现采用分形结构后,光子晶体产生了与谐振无关的多频段带隙甚至出现了完全带隙,带隙宽度得到了进一步展宽,为设计多频段光子晶体带隙提供了一条新的途径。 展开更多

关键词 光子带隙 周期结构 空域有限差分法 多频段带隙 完全带隙

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铜币形空气孔二维三角晶格光子晶体的完全光子带隙 被引量：1

8

作者 李传起 范庆斌 +1 位作者 杨梦婕 张秀容 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期57-62,共6页

采用平面波展开法,研究铜币形空气孔二维三角晶格光子晶体的完全带隙随结构参量变化的规律.研究表明:铜币形散射子结合了空气孔型和介质柱型两种光子晶体的优点,有利于获得更宽的完全带隙.该光子晶体大完全带隙对由制备工艺上引起的材... 采用平面波展开法,研究铜币形空气孔二维三角晶格光子晶体的完全带隙随结构参量变化的规律.研究表明:铜币形散射子结合了空气孔型和介质柱型两种光子晶体的优点,有利于获得更宽的完全带隙.该光子晶体大完全带隙对由制备工艺上引起的材料掺杂和空气孔半径的偏离具有一定的稳定性.为了获得完全带隙,组成光子晶体的两种介质要有足够大的介电常数对比度,铜币形空气孔二维三角晶格光子晶体在ε=11.8时出现完全带隙.对参量分组优化发现,在ε=22.75,R=0.483μm,d=0.195μm,φ=90°,G=1.3时,完全带隙的宽度Δωa/2πc获得最大值0.136 1,带隙率为33.55% 展开更多

关键词 光子晶体 完全带隙 平面波展开法 带隙率 散射子

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幂指数棱台声子晶体对薄板振动弯曲波的调控特性研究 被引量：3

9

作者 金星 张振华 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1687-1694,共8页

针对薄板结构的振动控制,提出了一种幂指数棱台声子晶体构型,并对其带隙的产生机理和影响因素进行了分析,结果表明提出的幂指数棱台声子晶体具有三个弯曲波完全带隙,其中第二带隙宽度可达850 Hz。联合数值仿真和试验方法对声子晶体的弯... 针对薄板结构的振动控制,提出了一种幂指数棱台声子晶体构型,并对其带隙的产生机理和影响因素进行了分析,结果表明提出的幂指数棱台声子晶体具有三个弯曲波完全带隙,其中第二带隙宽度可达850 Hz。联合数值仿真和试验方法对声子晶体的弯曲波带隙进行了验证。随着棱台结构高度的增加,三个带隙的带宽扩大。棱台的幂函数幂次升高会使带隙的起始频率与终止频率降低,而边缘厚度的增高会弱化能量聚焦效应使带隙的宽度逐渐变窄。具有线缺陷的声子晶体板可使带隙频段内的弯曲波沿着设计路径传播。 展开更多

关键词 振动控制 薄板 声子晶体 完全带隙 弯曲波

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二维光子晶体完全光子带隙的优化设计 被引量：2

10

作者 刘茂军 周莹 +1 位作者 王丽 马季 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1292-1296,共5页

应用平面波展开法推导二维光子晶体横磁场模式和横电场模式主方程,得到两种模式下的二维光子晶体完全带隙,并研究二维光子晶体完全带隙宽度及中心频率位置随填充比和背景介质介电常数的变化规律,从而实现二维光子晶体完全光子带隙的优化.

关键词 二维光子晶体 平面波展开法 完全光子带隙

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二维光子晶体绝对带隙的研究

11

作者 汪静丽 陈鹤鸣 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 2006年第5期33-35,55,共4页

晶体中获得大的绝对带隙,可以通过降低格子对称性解除简并来实现。格子对称性的降低一般可以通过向晶体的原胞内引入不同半径的柱子的方法实现,在该方法基础上结合滑移操作,对二维正方形光子晶体结构进行了研究,发现这种联合方法用于打... 晶体中获得大的绝对带隙,可以通过降低格子对称性解除简并来实现。格子对称性的降低一般可以通过向晶体的原胞内引入不同半径的柱子的方法实现,在该方法基础上结合滑移操作,对二维正方形光子晶体结构进行了研究,发现这种联合方法用于打开绝对带隙特别有用,其相对带隙宽度约为“双柱子正方形格子”情况的2倍,同时还使绝对带隙出现的位置向低频处移动。 展开更多

关键词 二维光子晶体 绝对带隙 对称性

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用于汽车低频振动控制的局域共振声子晶体 被引量：20

12

作者 麻乘榕 邵晨 +3 位作者 万庆冕 王晓娜 程营 刘晓峻 《应用声学》 CSCD 北大核心 2018年第1期152-158,共7页

低频振动的控制是评估汽车舒适性的重要指标。针对汽车板件结构的低频振动控制问题,提出了一种基于局域共振机理的新型准二维声子晶体板。其结构由单侧复合圆柱共振单元周期排布在基板上构成。通过有限元方法得到了该结构的带隙特性,并... 低频振动的控制是评估汽车舒适性的重要指标。针对汽车板件结构的低频振动控制问题,提出了一种基于局域共振机理的新型准二维声子晶体板。其结构由单侧复合圆柱共振单元周期排布在基板上构成。通过有限元方法得到了该结构的带隙特性,并结合其振型和传输谱分析了低频完全带隙的形成机理。研究表明,不同形式的板振动模式与圆柱共振单元的局域共振模式相互耦合形成面内带隙与面外带隙,两者叠加形成完全带隙。进一步研究发现,通过改变结构的材料和尺寸参数可以将共振带隙调节到满足实际应用要求的极低频范围,可在低于100 Hz的频段形成完全带隙,并可在更宽的频带内抑制z方向振动的弯曲波,为声子晶体在车身板件减振中的实际应用提供了依据。 展开更多

关键词 声子晶体 振动控制 局域共振 完全带隙中图法分类号

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2维复式正方晶格结构的完全带隙研究 被引量：1

13

作者 刘军 闫珂柱 +1 位作者 赵永林 李开才 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期653-656,共4页

为了获得较大的完全带隙,采用平面波展开法对2维光子晶体的带隙结构进行计算,通过栅格结构连接方形硅介质柱对正方晶格的带隙结构进行优化。在适当调整介质柱宽度和栅格宽度后,所构成的复式结构获得了较大的完全带隙。结果表明,在正方... 为了获得较大的完全带隙,采用平面波展开法对2维光子晶体的带隙结构进行计算,通过栅格结构连接方形硅介质柱对正方晶格的带隙结构进行优化。在适当调整介质柱宽度和栅格宽度后,所构成的复式结构获得了较大的完全带隙。结果表明,在正方晶格结构的情况下,只有方形硅介质柱且其宽度为0.5a(a为晶格常数)时,仅存在TE模的带隙;只有同周期硅介质栅格结构且栅格宽度为0.22a时,仅存在TM模的带隙;复式结构的情况下,适当调整介质柱宽度w和栅格宽度d,在w=0.5a和d=0.05a时,可以获得较大的完全带隙,其宽度为0.0417ω_e(ω_e为中心频率);在w不变时,随着d的变化,在0.04a～0.11a出现完全带隙;在d不变时,随着w的变化,在0.42a～0.76a出现完全带隙;在4～36的范围内调整介电常数,在8.41～36之间能够出现不同宽度的完全带隙。这些结果对2维光子晶体的制作和应用是很有帮助的。 展开更多

关键词 光电子学 完全带隙 平面波展开法 复式晶格结构

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不同参数声子晶体第一完全带隙影响因素研究 被引量：2

14

作者 张明 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期682-687,共6页

基于时域有限差分法研究了二维声子晶体的第一完全带隙,数值计算了不同基体和散射体参数下XY模式的带隙特性。结果表明随着散射体与基体密度比的增大,第一完全带隙增宽。同时研究了不同晶格结构参数和填充率参数对第一完全带隙的影响,... 基于时域有限差分法研究了二维声子晶体的第一完全带隙,数值计算了不同基体和散射体参数下XY模式的带隙特性。结果表明随着散射体与基体密度比的增大,第一完全带隙增宽。同时研究了不同晶格结构参数和填充率参数对第一完全带隙的影响,三角晶格的填充率高于正方晶格,较宽的带隙范围。研究结论为声子晶体器件的设计提供理论依据。 展开更多

关键词 声子晶体 时域有限差分法 第一完全带隙

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