声子晶体板中低频完全禁带形成机理研究 被引量：9

1

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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一维光子晶体完全光子禁带与结构的关系

2

作者 陈慰宗 付灵丽 李绍雄 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期234-237,共4页

阐述了完全光子禁带的概念.用光学特征矩阵方法,通过数值模拟计算,讨论了一维光子晶体出现完全光子禁带与晶体结构和介质材料的折射率的密切关系.具体计算了用同样两种介质材料组成3种不同结构的一维光子晶体,对于TM及TE电磁模式在不同... 阐述了完全光子禁带的概念.用光学特征矩阵方法,通过数值模拟计算,讨论了一维光子晶体出现完全光子禁带与晶体结构和介质材料的折射率的密切关系.具体计算了用同样两种介质材料组成3种不同结构的一维光子晶体,对于TM及TE电磁模式在不同入射角下的透射率谱,从中找出它们的完全光子禁带,发现3种结构的完全光子禁带的波长范围及宽度各不相同.另外,研究结果表明组成光子晶体的两种材料的折射率差别越大,两种电磁模的禁带越宽,越容易产生完全光子禁带.简单讨论了完全光子禁带出现的条件. 展开更多

关键词 一维光子晶体 完全光子禁带 晶体结构 折射率

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具有表面波完全极化禁带的平面特异材料的定向辐射效应(英文)

3

作者 曹扬 刘元云 +4 位作者 余兴 吴秉横 顾昊 冯红全 李宏强 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1683-1686,共4页

从理论和实验上研究了镂有三角晶格小孔阵列的金属薄板表面波禁带行为,通过改变小孔直径以及其他几何参数,发现三角晶格是表面波完全极化禁带产生的原因。利用该表面波完全禁带实现了点源的定向辐射。通过测量放在该平板表面的偶极子天... 从理论和实验上研究了镂有三角晶格小孔阵列的金属薄板表面波禁带行为,通过改变小孔直径以及其他几何参数,发现三角晶格是表面波完全极化禁带产生的原因。利用该表面波完全禁带实现了点源的定向辐射。通过测量放在该平板表面的偶极子天线辐射源的远场方向图,观测到在表面波完全禁带里面,远场方向图的E面和H面半高宽分别只有5.6°和6.2°。 展开更多

关键词 特异材料 表面波完全极化禁带 定向辐射

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二维正方柱结构光子晶体禁带的研究 被引量：5

4

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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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

5

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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二维硅基蜂窝状空气环型光子晶体禁带特性研究 被引量：1

6

作者 刘丹 胡森 +3 位作者 肖明 王筠 童爱红 吉紫娟 《华中师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第5期660-664,共5页

构建了二维硅基蜂窝状空气环型光子晶体.采用平面波展开方法,得到了硅基蜂窝状空气环型光子晶体的能带结构,分析了空气孔半径及介质柱半径对完全禁带宽度的影响,发现硅基空气环型光子晶体结构的完全禁带宽度值很小,无法优于传统硅基空... 构建了二维硅基蜂窝状空气环型光子晶体.采用平面波展开方法,得到了硅基蜂窝状空气环型光子晶体的能带结构,分析了空气孔半径及介质柱半径对完全禁带宽度的影响,发现硅基空气环型光子晶体结构的完全禁带宽度值很小,无法优于传统硅基空气孔型光子晶体结构.为了有效增大硅基蜂窝状空气环型光子晶体的完全禁带,本文将内芯介质柱替换为高折射率或各向异性的材料.当引入高折射率的介质柱材料时,空气环型光子晶体完全禁带宽度明显增大,最大可达15.59%;进一步引入各向异性材料Te作为介质柱材料,蜂窝状空气环型光子晶体明显优于传统蜂窝状空气孔型光子晶体,最大完全禁带宽度值达到16.889%. 展开更多

关键词 光子晶体 完全禁带 平面波展开法 各向异性Te

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结构参数对二维Archimedes A7晶格光子晶体禁带的影响 被引量：1

7

作者 杨毅彪 王伟军 +2 位作者 费宏明 梁伟 王云才 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期306-310,共5页

利用平面波展开法对空气背景中介质圆柱和方柱构造的二维Archimedes A7晶格光子晶体的禁带结构随介质折射率、填充比的变化关系进行了研究,并进一步计算了介质方柱的旋转角度对完全光子禁带宽度的影响.研究发现,介质圆柱构造的Archimede... 利用平面波展开法对空气背景中介质圆柱和方柱构造的二维Archimedes A7晶格光子晶体的禁带结构随介质折射率、填充比的变化关系进行了研究,并进一步计算了介质方柱的旋转角度对完全光子禁带宽度的影响.研究发现,介质圆柱构造的Archimedes A7晶格结构在介质柱折射率最低为n=2.40时出现完全光子禁带,当n=2.60时禁带宽度达到最大值.介质方柱构造的Archimedes A7晶格结构在介质柱折射率n=3.80时完全禁带宽度达到最大值,且随着折射率的增加禁带宽度变化很小;在介质方柱折射率恒定情况下,其最大禁带宽度与旋转角度无关,但旋转后出现完全禁带的填充比范围明显扩大. 展开更多

关键词 光子晶体 平面波展开法 ARCHIMEDES A7晶格 完全光子禁带

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2维各向异性正方介质柱的带隙研究 被引量：1

8

作者 李开才 闫珂柱 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期243-246,共4页

因各向同性介质组成的正方晶格方形介质柱不能产生绝对带隙,而三角晶格正方介质柱可以产生很小的带隙,为了得到更大带隙,引入各向异性介质来代替各向同性介质,由于各向异性介质在不同方向上的介电常数不同,可以产生较大的绝对带隙,利用... 因各向同性介质组成的正方晶格方形介质柱不能产生绝对带隙,而三角晶格正方介质柱可以产生很小的带隙,为了得到更大带隙,引入各向异性介质来代替各向同性介质,由于各向异性介质在不同方向上的介电常数不同,可以产生较大的绝对带隙,利用平面波展开法分别计算了正方晶格各向异性介质柱产生的绝对带隙宽度为0.03095ω_e(ω_e为中心频率),三角晶格各向异性正方介质柱产生的完全禁带宽度为0.03831ω_e,是各向同性介质所产生带宽的3.6倍。这一结果对光子晶体带隙的研究是很有帮助的。 展开更多

关键词 材料 光电子学 完全禁带 平面波展开法 各向异性 各向同性

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二维正方形介质柱Square格子光子晶体的能带研究

9

作者 李秀杰 杨毅彪 +3 位作者 韩培德 王拴锋 王云才 梁伟 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第6期689-691,695,共4页

利用平面波展开法计算了两种不同介质材料(GaAs,Ge)构建的二维正方形介质柱Square格子光子晶体的能带结构,研究了介质柱旋转角度、填充比及介质折射率对二维光子晶体禁带结构的影响。结果发现,介质柱旋转角度为0°时,完全光子禁带最... 利用平面波展开法计算了两种不同介质材料(GaAs,Ge)构建的二维正方形介质柱Square格子光子晶体的能带结构,研究了介质柱旋转角度、填充比及介质折射率对二维光子晶体禁带结构的影响。结果发现,介质柱旋转角度为0°时,完全光子禁带最大;由不同折射率材料构建的该结构光子晶体,在折射率n=2.57时,即有完全光子禁带产生,为实现用较低折射率材料构建完全禁带光子晶体提供了便利;n=4.10时,完全光子禁带达到最大,禁带宽度Δ=0.048(ωa/2πc)。该研究结果为二维光子晶体应用提供了理论依据。 展开更多

关键词 二维光子晶体 完全光子禁带 平面波展开法 Square格子

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一维三元异质结构光子晶体反射特性 被引量：12

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作者 邓立儿 巩蕾 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期32-36,共5页

利用传输矩阵法对一维三元光子晶体异质结构的光学特性进行了研究,讨论了介质层厚无序度对三元结构光子禁带的影响.研究表明,将具有相互交叠光子禁带的一维光子晶体叠加构成异质结,可以有效地增大全角度反射的频率范围,当入射角从0°... 利用传输矩阵法对一维三元光子晶体异质结构的光学特性进行了研究,讨论了介质层厚无序度对三元结构光子禁带的影响.研究表明,将具有相互交叠光子禁带的一维光子晶体叠加构成异质结,可以有效地增大全角度反射的频率范围,当入射角从0°增大到89°,该结构均可实现从0.410 w/w0到0.654 w/w0宽频波段的全反射;相对于二元结构,三元结构可以减小在实际制作过程中随机误差引起的介质层厚无序对光子带隙的影响.该研究结果可为实现可见光及红外光波段大角度反射器的制备及应用提供理论支持. 展开更多

关键词 光子晶体 异质结 传输矩阵法 完全光子禁带 三元结构

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光学晶体、液晶

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《中国光学》 CAS 2004年第6期67-69,共3页

O734 2004064446 等离子体光子晶体=plasma photonics crystal[刊,中]/李伟(清华大学精密仪器与机械学院.北京(100084)),张海涛…∥光学技术.—2004,30(3).—263-266 提出了等离子体光子晶体的概念,研究了电磁波在等离子体光子晶体中的... O734 2004064446 等离子体光子晶体=plasma photonics crystal[刊,中]/李伟(清华大学精密仪器与机械学院.北京(100084)),张海涛…∥光学技术.—2004,30(3).—263-266 提出了等离子体光子晶体的概念,研究了电磁波在等离子体光子晶体中的传播规律。从得到的色散曲线看到等离子体光子晶体具有光子能带和能隙结构。数值计算发现.等离子体光子晶体对色散有很大的影响。图6参12(严寒) 展开更多

关键词 二维光子晶体 等离子体 数值计算 光子禁带 非线性晶体 光子能带 色散曲线 传输特性 完全禁带 传播规律

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光学材料 光学晶体、液晶

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《中国光学》 CAS 2005年第1期88-90,共3页

O734 2005010670 二维介质圆柱型光子晶体完全禁带与结构参数的关系= Study on relation between structure parameters and comptete bandgap of two dimensional dielectric-column photonic crystals[刊,中]／张晓玉(中科院光电技术... O734 2005010670 二维介质圆柱型光子晶体完全禁带与结构参数的关系= Study on relation between structure parameters and comptete bandgap of two dimensional dielectric-column photonic crystals[刊,中]／张晓玉(中科院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室。四川,成都(610209)),姚汉民…∥光电子·激光．-2004,15(7)．-835-838 利用Bandsolve软件分别优化计算得到GaAs、Si、Ge 展开更多

关键词 液晶性 光子晶体 完全禁带 衍射效率 国家重点实验室 各向异性介质 布喇格衍射 向错线 介质圆柱 载流子传输材料

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可见光至近红外一维光子晶体反射特性研究 被引量：2

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作者 李祥霞 陈智辉 +3 位作者 田东康 杨毅彪 费宏明 王云才 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2014年第5期498-503,共6页

通过频域叠加设计具有可见光至红外波段全角度禁带的复合结构一维光子晶体背反射板,有效增加了太阳能电池对长波波段光子的吸收.利用平面波展开法和传输矩阵法,分别研究介质填充比对该反射板晶体能带分布的影响,以及光线斜入射时光子禁... 通过频域叠加设计具有可见光至红外波段全角度禁带的复合结构一维光子晶体背反射板,有效增加了太阳能电池对长波波段光子的吸收.利用平面波展开法和传输矩阵法,分别研究介质填充比对该反射板晶体能带分布的影响,以及光线斜入射时光子禁带边缘平移随介质填充比、晶格常数及周期的变化关系.结果发现,当入射角从0°变化到89°,禁带边缘的波长越大平移越大,周期增加可减弱晶体对角度变化的敏感性,晶格常数是影响完全禁带宽度变化的主要因素. 展开更多

关键词 太阳能电池 光子晶体 全角度反射 传输矩阵法 平面波展开法 完全光子禁带

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三维光子晶体研究进展

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作者 汪冬燕 曹小华 庄飞 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第F11期6-8,共3页

光子晶体是电子晶体的光学相似物，它是一种周期性的介电结构物，根据晶体的对称性，其介电常数在空间是变化的。三维光子晶体具有完全的光子带隙，在该结构中某一能量范围，光子不能在任一方向传播，这种光学特性在科学上有重要的应用... 光子晶体是电子晶体的光学相似物，它是一种周期性的介电结构物，根据晶体的对称性，其介电常数在空间是变化的。三维光子晶体具有完全的光子带隙，在该结构中某一能量范围，光子不能在任一方向传播，这种光学特性在科学上有重要的应用价值。阐述了三维光子晶体结构具有潜在的光学特性，介绍了一些制备方法和存在的难题，以及对未来三维光子晶体的展望。 展开更多

关键词 三维光子晶体 完全光子禁带 周期性 介电结构

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