基于时域伪谱法的二维光子带隙结构的能带研究

孙慧玲

(淮阴师范学院 人事处, 江苏 淮安 223300)

基于时域伪谱法的二维光子带隙结构的能带研究

孙慧玲

(淮阴师范学院 人事处, 江苏 淮安 223300)

根据Bloth定理推导了伪周期电磁场的麦克斯韦方程,采用时域伪谱(PSTD)法分析二维光子带隙结构(PBG)的能带,对空间的微分进行付里叶变换离散而不作差分近似离散,使空域变换成伪谱域．计算结果与平面波展开法的结论相一致．分析了不同截面形状在不同的典型点阵结构中的物理特性．

二维光子晶体; 能带结构; 时域伪谱法

0 引言

光子晶体是一种介电常数或磁导率(也即折射率)为空间场点的函数并且在空间上为周期性分布的电磁材料体系,其周期结构的大小往往可以与波长相比拟．对于非磁性的光子晶体材料,该材料中介电常数呈周期性分布,可以发现光子在其中的行为和电子在晶体中的行为非常的相似．在光子晶体中,周期性折射率调制的存在导致光子在介质的分界面上发生Bragg共振散射,形成相应的Bloch波和由频率决定的能带结构ω(k)．能带ω(k)之间存在着一些频率间隙,频率处在这一范围的各种极化光子在各个方向上的传播都是被禁止的．光子频率ω和bloch波矢k之间存在的色散关系ω(k),决定着光子晶体的能带间隙(光子禁带),因而是光子晶体最重要的特征．如何准确高效的计算光子带隙结构的能带的显示出了尤为重要[1-5]．

自20世纪八十年代末人们开始关注EBG结构以来,就发展了一些用来研究EBG结构……