等离子体光子晶体的禁带特性研究

论文摘要

等离子体光子晶体是光子晶体的一种,是等离子体和介质或真空构成的人工周期性结构。根据其性质可分为磁化等离子体和非磁化等离子体。磁化等离子体既具有各项异性特性,也具有频率色散和耗散特性。而非磁化等离子是一种色散性和耗散性介质。由于电磁波在等离子体中传播时,既有通带,也有阻带。因此,等离子体光子晶体具有常规的介质光子晶体所不具备的性质。本文以光子晶体和等离子体的理论为基础,研究电磁波通过磁化和时变非磁化等离子体光子晶体时的传输特性,以微分高斯脉冲为激励源,用算法公式进行仿真计算。通过所得的电磁波透射系数来讨论时变磁化和非磁化等离子体光子晶体的禁带特性。主要研究内容如下:1.采用PLJERC-FDTD算法,模拟计算时变磁化等离子体光子晶体禁带的周期特性。2.采用JEC-FDTD算法,模拟计算时变非磁化等离子体光子晶体禁带的周期特性;结果表明:等离子体光子晶体的驰豫时间、温度的改变会导致等离子光子晶体的禁带特性的改变。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 前言
• 1.1 研究背景和选题依据
• 1.2 课题来源和研究意义
• 1.3 本文所做的主要工作
• 第2章 磁化等离子体光子晶体的禁带特性
• 2.1 电磁波在磁化等离子体光子晶体中的传播
• 2.2 磁化等离子体的PLJERC-FDTD算法
• 2.3 温度对磁化等离子体光子晶体禁带特性的影响
• 第3章 时变非磁化等离子体光子晶体的禁带特性
• 3.1 电磁波在非磁化等离子体光子晶体中的传播
• 3.2 递归卷积法时域有限差分法（RC-FDTD）
• 3.3 电流密度卷积时域有限差分法（JEC-FDTD）
• 3.4 分段线性电流密度递归卷积时域有限差分法（PLJERC-FDTD）
• 3.5 分段线性递归卷积时域有限差分法（PLRC-FDTD）
• 3.6 等离子体Young氏直接积分FDTD算法
• 3.7 温度对非磁化等离子体光子晶体光子禁带特性的影响
• 3.8 驰豫时间对非磁化等离子体光子晶体禁带特性的影响
• 第4章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果