二维光子晶体中的磁控光子开关线路及磁场对二维磁性复式晶胞带隙结构的影响

论文摘要

通过控制介电常数ε可以控制光子晶体的能带结构,同样的效果也可由磁导率μ的变化来实现。铁氧体材料的磁导率可以随外磁场的变化而发生改变。由铁氧体和电介质材料共同制成的光子晶体,将具有一些有用的性质。本文利用这种光子晶体的特性提出并从理论上实现了一种新的磁控光子开关线路模型。这种模型首先是一个二维电介质光子晶体,将其中一排柱子用铁氧体替换,令铁氧体的介电常数与光子晶体中电介质的相同。在不加外场时,铁氧体磁导率为一,整个体系是一个完美光子晶体,可能出现带隙。当外加一个磁场时,铁氧体的磁导率开始变化,相当于增加了一条缺陷。如果相应的缺陷模正好出现在带隙之中,就形成一个传导模,可以沿着铁氧体柱子传播光子。这就形成了一个磁控光子开关线路。本文通过平面波展开法加超元胞法具体设计出了这种开关线路。本文还探索并讨论了结构更为复杂的铁氧体光子晶体在有外磁场时的带隙结构。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 光子晶体简介
• 1.1.1 光子晶体的概念及分类
• 1.1.2 光子晶体的特征和应用
• 1.1.3 光子晶体的理论研究方法
• 1.2 磁性光子晶体的研究现状
• 1.3 论文的主要工作和结构安排
• 第二章 理论基础和计算公式
• 2.1 光子晶体中的平面波展开方法
• 2.2 计算公式和参数的选取
• 第三章 光子晶体中的磁控光子开关线路
• 3.1 引言
• 3.2 对磁控光子开关线路的探索
• 3.3 光子晶体中的磁控光子开关线路
• 3.3.1 模型
• 3.3.2 计算结果及分析
• 3.4 其它结构的磁控光子开关线路
• 3.5 小结
• 第四章 外磁场对二维正方格子复式晶格带隙结构的影响
• 4.1 引言
• 4.2 一种复式晶格的带隙结构
• 4.3 小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 攻读硕士期间完成的论文
• 致谢