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光子晶体液体浓度传感器
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作者 阿卜杜外力江·伊米提 阿不都热苏力·阿不都热西提 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期58-62,共5页
为了有效地检测混合液体的浓度,运用平面波展开法与光子晶体禁带理论,研究了光子晶体禁带宽度和混合液体浓度的对应关系。以砷化镓(GaAs)为背景材料的三角格子空气孔二维光子晶体内分别填充不同浓度的水醋酸、水甲醇混合液体,讨论了混... 为了有效地检测混合液体的浓度,运用平面波展开法与光子晶体禁带理论,研究了光子晶体禁带宽度和混合液体浓度的对应关系。以砷化镓(GaAs)为背景材料的三角格子空气孔二维光子晶体内分别填充不同浓度的水醋酸、水甲醇混合液体,讨论了混合液体浓度与介电常数对二维光子晶体禁带宽度的影响。模拟结果表明,在温度保持不变的情况下,浓度在0~0.60mol/kg之间变化时二维光子晶体TE模没出现光子晶体禁带而TM模出现的光子晶体禁带宽度随着混合液体浓度和介电常数的增大而逐渐变窄且向高频区域移动。这一结果为生物化学中混合液体浓度的检测方面提供很好的参考依据。 展开更多
关键词 光子晶体 平面波展开法 混合液体 光子晶体禁带
多波段兼容隐身用光子晶体研究进展 预览
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作者 孟子晖 李仁玢 +2 位作者 邱丽莉 王树山 乔宇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期198-207,共10页
光子晶体是由介电常数不同的几种材料组成的一种功能材料。频率处于光子晶体禁带范围内的电磁波在光子晶体中不能传播,表现出高反射的特性;而频率处于光子晶体通带范围内的电磁波则会透过光子晶体,表现出高透射的特性。电磁波传播可以... 光子晶体是由介电常数不同的几种材料组成的一种功能材料。频率处于光子晶体禁带范围内的电磁波在光子晶体中不能传播,表现出高反射的特性;而频率处于光子晶体通带范围内的电磁波则会透过光子晶体,表现出高透射的特性。电磁波传播可以通过光子晶体中缺陷的人工构造来控制。为理清多波段兼容隐身光子晶体材料进一步发展所面临的问题和机遇,对光子晶体在红外多波段隐身、激光/红外兼容隐身、雷达/红外兼容隐身、可见光/红外兼容隐身、多波段兼容隐身5个方面的研究进展进行了总结,并对新一代光子晶体兼容隐身技术的发展进行了展望。 展开更多
关键词 光子晶体 光子禁带 红外隐身 兼容隐身
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二维光子晶体传输特性的时域精细积分法 预览
3
作者 杨红卫 彭硕 高冉冉 《动力学与控制学报》 2019年第4期299-305,共7页
本文研究了二维光子晶体的时域精细积分法,并对其精度、效率、以及稳定性进行分析.从麦克斯韦方程的微分形式出发,利用Yee元胞将空间微分算子近似为差分算子,结合边界条件及激励源的表达式得到一组关于时间的常微分方程.对时间进行精细... 本文研究了二维光子晶体的时域精细积分法,并对其精度、效率、以及稳定性进行分析.从麦克斯韦方程的微分形式出发,利用Yee元胞将空间微分算子近似为差分算子,结合边界条件及激励源的表达式得到一组关于时间的常微分方程.对时间进行精细划分,使用精细积分算法求解常微分方程组.结合通解与激励源的特解得到光子晶体两端的反射场及透射场分布,进而通过傅里叶变换求得二维光子晶体的传输特性.数值算例表明,本文方法具有准确、稳定、高效的特点. 展开更多
关键词 二维光子晶体 光子带隙 时域精细积分法 时域有限差分法 传输特性
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基于光子晶体的红外隐身材料研究进展
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作者 卢仪 卜小海 +2 位作者 李栋先 刘飞佑 张泽武 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第8期24-33,共10页
光子晶体是由多种具有不同介电常数的介质材料在空间按一定的周期排列所形成的一种人造结构晶体,其光子禁带对入射电磁波具有高反射率,能够有效改变目标的辐射特性。基于光子晶体的红外隐身材料的研究是当前红外隐身技术的研究热点之一... 光子晶体是由多种具有不同介电常数的介质材料在空间按一定的周期排列所形成的一种人造结构晶体,其光子禁带对入射电磁波具有高反射率,能够有效改变目标的辐射特性。基于光子晶体的红外隐身材料的研究是当前红外隐身技术的研究热点之一。对光子晶体的结构及特性等方面进行了详细介绍,系统综述了光子晶体材料在红外隐身方面的应用现状,并对新型红外光子晶体材料的研究进行了展望,以期为光子晶体红外隐身材料在宽频隐身、多波段兼容、带隙可调等领域的需求提供一定的解决思路。 展开更多
关键词 材料 隐身材料 光子晶体 光子带隙 红外发射率
二维结构光子晶体太赫兹波禁带特性研究 预览
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作者 李爱云 孙亚宁 +2 位作者 童虹 吕德凯 孟庆蔚 《枣庄学院学报》 2019年第5期26-32,共7页
太赫兹指波长处在0.03至3mm范围内的电磁波,目前处在5G/6G通讯波段,具有广宽的应用前景.光子晶体是一种人工电磁周期介质,具有色散小等特性,两者优点结合起来,通过光子晶体设计可以达到对太赫兹波的调制,从而达到设计太赫兹波调制器的目... 太赫兹指波长处在0.03至3mm范围内的电磁波,目前处在5G/6G通讯波段,具有广宽的应用前景.光子晶体是一种人工电磁周期介质,具有色散小等特性,两者优点结合起来,通过光子晶体设计可以达到对太赫兹波的调制,从而达到设计太赫兹波调制器的目的,为太赫兹5G/6G通讯器件提供参考.研究二维结构光子晶体太赫兹波禁带特性,研究多角度结构变化对禁带特性的影响以及对正方晶格结构形成缺陷模拟禁带特性,得出多角度结构和缺陷态结构都对形成太赫兹禁带有一定的影响,这些变化对太赫兹在正方晶格光子晶体中的传输起到调制作用. 展开更多
关键词 太赫兹 光子晶体 禁带特性
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一维四组元周期性结构光子晶体带隙特性分析 预览
6
作者 蔡培君 廖同庆 方鸣 《安庆师范大学学报:自然科学版》 2019年第1期24-29,共6页
随着密集波分复用(DWDM)技术的发展,对多波长滤波器提出了更高的要求。为了给基于一维光子晶体的多波长滤波器提供支撑技术,本文先对一维四组元周期性结构光子晶体的传输矩阵进行简要的推导。接着,从该光子晶体的结构出发,基于传输矩阵... 随着密集波分复用(DWDM)技术的发展,对多波长滤波器提出了更高的要求。为了给基于一维光子晶体的多波长滤波器提供支撑技术,本文先对一维四组元周期性结构光子晶体的传输矩阵进行简要的推导。接着,从该光子晶体的结构出发,基于传输矩阵法绘制了一维四组元周期性结构光子晶体的归一化透射率曲线,并与普通的一维两组元周期性结构光子晶体的归一化透射率曲线进行对比研究,分析了一维四组元周期性结构光子晶体在一个禁带周期内光子禁带数增加的原因。进而,从一维光子晶体的光子带隙机理出发,深入研究了不同折射率比、不同周期数对一维四组元周期性结构光子晶体带隙的影响。研究表明,一维四组元周期性结构光子晶体的禁带宽度由四层材料各相邻层的折射率差共同确定,具体宽度表现为各禁带的均值,但带隙特性更加完美。 展开更多
关键词 光子晶体 一维四组元周期性结构 传输矩阵 透射率 禁带
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利用平面波展开法在matlab中计算一维光子晶体的带隙结构 预览
7
作者 黄晓泽 周琦 饶黄云 《科技创新与应用》 2019年第13期29-31,共3页
利用平面波展开法,在王建东所研究的光在光子晶体(photonic crystal)中传输所满足的非线性薛定谔方程基础上,计算光子晶体间隙结构的本征方程,根据本征方程在matlab中进行运算,得到光子晶体的带隙结构。
关键词 平面波展开 本征方程 光子晶体 MATLAB 带隙结构
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一维光子晶体禁带调制的几种方法 预览
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作者 张婵婵 相凤华 《大学物理》 2018年第3期74-77,共4页
基于传输矩阵法用Matlab软件对TiO2-SiO2光子晶体的反射谱进行了模拟.在介质层光学厚度满足四分之一膜系条件下,研究了入射角、介质厚度和光子晶体周期数对禁带的影响,并给出了通过改变这些参量实现对禁带调制的方法.
关键词 光子晶体 传输矩阵法 布儒斯特角 光子禁带
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光子晶体在真空电子器件中的应用 预览
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作者 师凝洁 许多 +6 位作者 王禾欣 王战亮 巩华荣 段兆云 路志刚 魏彥玉 宫玉彬 《真空电子技术》 2018年第2期9-15,共7页
本文介绍了光子晶体的概念和结构特性,对近年来含有光子晶体的新型结构在电真空器件中的应用进行了详细地介绍和评述,展望了光子晶体的发展前景。光子晶体和真空电子器件的结合为微波电真空器件的发展提供的新思路。
关键词 光子晶体 电真空器件 光子晶体带隙 缺陷
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等离子体光子晶体研究进展综述 预览
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作者 梁月强 范伟丽 弓丹丹 《人工晶体学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期2051-2057,共7页
光子晶体作为控制电磁波传输的一种新型材料,以其优越的性能和广阔的应用前景近年来受到了国内外学者的广泛关注。如何制作结构参数可调的光子晶体,特别是如何加强其可重构性、可控性是当前光子晶体领域的一项重要课题。针对于此,本文... 光子晶体作为控制电磁波传输的一种新型材料,以其优越的性能和广阔的应用前景近年来受到了国内外学者的广泛关注。如何制作结构参数可调的光子晶体,特别是如何加强其可重构性、可控性是当前光子晶体领域的一项重要课题。针对于此,本文对一种新型可调等离子体光子晶体超材料的研究进展进行了系统讨论。简要回顾了等离子体光子晶体的发展历史,介绍了等离子体光子晶体的实验产生方式和分类,阐明了等离子体光子晶体不同理论研究方法,并对其未来发展趋势进行了展望。从理论和实验两方面对等离子体光子晶体进行了深入分析。本工作为今后该领域的深入发展以及广泛应用提供了一定借鉴意义。 展开更多
关键词 等离子体光子晶体 光子禁带 超材料 电磁波控制
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提高量子点发光效率的环形光子晶体结构设计 预览
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作者 王锐 张浩 +1 位作者 马奎 杨发顺 《电子科技》 2018年第5期62-65,共4页
光子晶体在光学微腔、全光通信网络等邻域有较高的应用前景,而圆形光子晶体微腔结构不能有效的兼顾横电模(TE)和横磁模(TM)电磁波。由于量子点发光效率较低,使其在应用上受到制约,因此将光子晶体和量子点联系在一起,运用有限时域差... 光子晶体在光学微腔、全光通信网络等邻域有较高的应用前景,而圆形光子晶体微腔结构不能有效的兼顾横电模(TE)和横磁模(TM)电磁波。由于量子点发光效率较低,使其在应用上受到制约,因此将光子晶体和量子点联系在一起,运用有限时域差分(FDTD)方法,设计出新型无偏振环形光子晶体结构,兼顾横电模和横磁模,提高量子点的发射光谱在533 nm处的发光效率。经过结构参数优化,当周期在α=386 nm、内半径r=75 nm、外半径R=150 nm和厚度d=200 nm时,在波长533 nm处,发现存在光子带隙。 展开更多
关键词 量子点 有限时域差分 环形光子晶体 光子带隙
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一种获得二维光子晶体多个宽带隙的新方法 预览
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作者 陈义万 杜海霞 陈昭蓉 《光电子》 2018年第3期113-122,共10页
本文系统的研究了由圆柱介质构成的二维正方结构、三角形结构、六角形结构,在折射率分别为n = 1.5(玻璃),1.8 (石墨),2.5 (石墨),圆柱之间相切和不相切的条件下的带隙,得到了完整的带隙分布;通过把两种不同的正方形结构组合,以及三角形... 本文系统的研究了由圆柱介质构成的二维正方结构、三角形结构、六角形结构,在折射率分别为n = 1.5(玻璃),1.8 (石墨),2.5 (石墨),圆柱之间相切和不相切的条件下的带隙,得到了完整的带隙分布;通过把两种不同的正方形结构组合,以及三角形结构和六角形结构组合,得到组合后的带隙,发现两种不同的正方形结构组合后,这两种结构的带隙在组合后都得到完全的再现;三角形和六角形结构组合后,三角形结构的带隙得到完全再现,六角形结构的带隙得到部分再现。 展开更多
关键词 光子晶体 FDTD 能隙 光子带隙 晶体组合
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基于自发辐射相干效应的可调光子带隙反射率的提高方法 预览
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作者 杨柳 郜中星 +2 位作者 薛冰 张勇刚 蔡永茂 《物理学报》 CSCD 北大核心 2018年第23期83-89,共7页
光子带隙是指某一频率范围的波不能在周期变化的空间介质中传播,即这种结构本身存在"禁带",并已成功地应用于滤波器、放大器和混频器等器件的设计中.此前,许多专家都致力于提高带隙的反射率,但其只能逐渐接近1.本文在囚禁于... 光子带隙是指某一频率范围的波不能在周期变化的空间介质中传播,即这种结构本身存在"禁带",并已成功地应用于滤波器、放大器和混频器等器件的设计中.此前,许多专家都致力于提高带隙的反射率,但其只能逐渐接近1.本文在囚禁于一维光晶格中的冷原子介质中实现两个可调光子带隙,并通过选择两基态为精细结构的三能级Λ型原子系统,考虑自发辐射相干效应来探究这两个带隙的反射率.适当调节参数,探测场出现增益,从而获得较高反射率的带隙结构,甚至可以超过1.此外,两个带隙反射率还可以通过调节偶极矩之间的夹角以及非相干驱动场强度等参数来操控. 展开更多
关键词 光子带隙 电磁诱导透明 自发辐射相干
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端面结构调控近红外波段金属光子晶体能量分束器 预览
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作者 郭红梅 刘幸 +3 位作者 冯帅 陈笑 李传波 王义全 《中国科技论文》 北大核心 2018年第17期1982-1987,共6页
为研究近红外波段光子晶体的光能量分束特性,通过对完整金属光子晶体平板的输入输出端面结构进行调制,实现在第4个方向带隙内的入射光分束特性。将入射端面上的金属银柱每隔1个去掉1个,使得频率位于方向带隙范围内的垂直入射光束能够有... 为研究近红外波段光子晶体的光能量分束特性,通过对完整金属光子晶体平板的输入输出端面结构进行调制,实现在第4个方向带隙内的入射光分束特性。将入射端面上的金属银柱每隔1个去掉1个,使得频率位于方向带隙范围内的垂直入射光束能够有效进入光子晶体结构,并增加其在结构中的散射特性,进而通过改变在出射端面的金属银柱排列的周期性大小,实现对入射光的2分束、5分束、8分束和11分束特性。相对于通常的介质柱排列在空气中的光子晶体功率分束器和介质背景空气孔型光子晶体功率分束器,由金属嵌入介质背景中所组成的端面调控全固态光子晶体功率分束器结构稳定性高,不易受周围环境的变化而变化,并且不依赖入射光束的入射位置和入射宽度,在未来的全光集成回路中具有实际的应用前景。 展开更多
关键词 光子晶体 功率分束器 方向带隙 全光功能器件
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三维光子晶体带隙特性的数值模拟
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作者 刁述妍 《激光杂志》 北大核心 2018年第4期9-10,共2页
基于平面波展开法数值模拟三维光子晶体能带特性,分析了金刚石结构、木堆结构和面心立方结构的基本带隙结构,模拟了尺寸对木堆结构的影响,仿真了介电常数对金刚石结构和面心立方结构的影响,研究结论对于三维光子晶体的设计提供理论参考。
关键词 三维光子晶体 能带特性 数值模拟
二维光子晶体与声子晶体带隙的比较研究
16
作者 阿卜杜外力江·伊米提 阿布都热苏力·阿不都热西提 《激光杂志》 北大核心 2018年第6期9-12,共4页
利用平面波展开法以铝圆柱/空气体系为研究对象,讨论了二维光子晶体与二维声子晶体带隙结构的特性。以三角形晶格为例,进而对比分析了两种晶体的带隙结构。本文还分析了晶格常数一定时铝圆柱半径与填充率对两种晶体带隙宽度的影响。结... 利用平面波展开法以铝圆柱/空气体系为研究对象,讨论了二维光子晶体与二维声子晶体带隙结构的特性。以三角形晶格为例,进而对比分析了两种晶体的带隙结构。本文还分析了晶格常数一定时铝圆柱半径与填充率对两种晶体带隙宽度的影响。结果表明:铝圆柱半径从0.32a到0.37a,填充率从0.372到0.497变化时二维光子晶体TE模不出现带隙,TM模出现的最大带隙宽度随着铝圆柱半径增大而逐渐变大。而二维声子晶体只出现一条带隙且最大带隙宽度也随着铝圆柱半径与填充率的增大而变大且而为声子晶体的变化幅度比光子晶体大。这对光子晶体与声子晶体的应用方面提供了良好的参考价值。 展开更多
关键词 光子晶体 声子晶体 平面波展开法 带隙宽度
微米级胶体晶体可控制备与红外波段光学特征研究
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作者 闫丹 邱丽莉 +2 位作者 孟子晖 薛敏 董晓 《高分子学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期733-740,共8页
通过调整配方,得到了不同粒径的微米级单分散聚苯乙烯(PS)胶体微球,利用优化的垂直沉积法将PS胶体微球自组装成高质量的蛋白石型光子晶体材料,并通过激光粒度分析仪、扫描电镜和红外光谱仪等实验手段研究其可控制备与红外波段光学特征... 通过调整配方,得到了不同粒径的微米级单分散聚苯乙烯(PS)胶体微球,利用优化的垂直沉积法将PS胶体微球自组装成高质量的蛋白石型光子晶体材料,并通过激光粒度分析仪、扫描电镜和红外光谱仪等实验手段研究其可控制备与红外波段光学特征.其中由1.00和1.20μm PS单分散胶体微球自组装成的三维光子晶体的禁带位置分别为2.25、2.47μm,符合理论计算结果.该材料可改变目标红外波段的辐射特征,未来有望应用于热障涂层材料和红外隐身技术等领域. 展开更多
关键词 光子禁带 红外辐射调控 微米级胶体晶体
区间模型下声子晶体的带隙优化研究 预览
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作者 刘坚 陈俊煌 +1 位作者 夏百战 满先锋 《振动与冲击》 CSCD 北大核心 2018年第17期115-121,共7页
目前对于声子晶体的优化设计都是基于确定性的声学模型。然而不确定性广泛存在于声子晶体,并严重影响其声学性质。针对这一现状,将区间模型引入声子晶体,描述其系统参数的不确定性。接着,采用Chebyshev多项式构建声子晶体能带结构的代... 目前对于声子晶体的优化设计都是基于确定性的声学模型。然而不确定性广泛存在于声子晶体,并严重影响其声学性质。针对这一现状,将区间模型引入声子晶体,描述其系统参数的不确定性。接着,采用Chebyshev多项式构建声子晶体能带结构的代理模型,以分析不确定参数对声子晶体带隙的影响。最后,以声子晶体带隙最大化为目标函数,以带隙的变化范围为约束条件,构建基于Chebyshev代理模型的区间声子晶体的可靠性优化模型,并采用遗传算法求解。数值分析结果表明,Chebyshev代理模型能高效且较精确地预测区间模型下声子晶体的带隙变化范围。以Chebyshev代理模型为基础的声子晶体优化模型,在考虑区间不确定性的条件下,最大化带隙的变化范围,极大地改善了声子晶体的声音屏蔽性能。 展开更多
关键词 声子晶体 带隙 区间模型 Chebyshev展开 可靠性优化
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基于云计算的光子晶体器件研究 预览 被引量:1
19
作者 杜璞 李向阳 《光通信技术》 北大核心 2017年第9期53-55,共3页
采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为基底材料,通过角形晶格排列形成包层,中心的空气孔柱作为纤芯,设计了一种对称三角波形空气孔光子晶体结构。运用渐逝场理论分析了结构的非线性传播特性,得到了空气孔的倏逝场区域能量和模式传输能... 采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为基底材料,通过角形晶格排列形成包层,中心的空气孔柱作为纤芯,设计了一种对称三角波形空气孔光子晶体结构。运用渐逝场理论分析了结构的非线性传播特性,得到了空气孔的倏逝场区域能量和模式传输能量的比例模型,分析了结构的色散系数、非线性系数和有效模式面积。 展开更多
关键词 光子晶体 光子禁带 带隙 透射率
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应用COMSOL对二维三角晶格光子晶体带隙仿真 预览
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作者 张雁茗 逯贵祯 《中国传媒大学学报:自然科学版》 2017年第3期31-33,共3页
介绍了一种使用COMSOL用数值计算方法仿真2D光子晶体色散图的方法,通过COMSOL将Z方向无限延伸的介质介质圆柱阵列形成的二维三角晶格光子晶体等效为二维平面进行仿真,并采用了独特的矩形结构作为该三角晶格光子晶体的单元晶格,相比传统... 介绍了一种使用COMSOL用数值计算方法仿真2D光子晶体色散图的方法,通过COMSOL将Z方向无限延伸的介质介质圆柱阵列形成的二维三角晶格光子晶体等效为二维平面进行仿真,并采用了独特的矩形结构作为该三角晶格光子晶体的单元晶格,相比传统的用正六边形作为单元晶格的方法,建模与设置Floquet周期边界条件的过程更为简单。成功仿真出了该光子晶体的色散图,并与参考文献中的结果进行了对比分析,带隙、色散曲线与文献中结果基本吻合,证明了这种仿真方法的正确性。 展开更多
关键词 光子晶体 光子带隙 色散图 三角晶格 COMSOL
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