研究目的
设计二维方形晶格光子晶体中具有低且宽带隙的单元胞形状。
研究成果
该研究通过破坏圆形介质柱和晶胞的对称性，成功设计出一种新型结构，从而获得了低频宽频带隙。新晶胞具有0.3*a的垂直轴半径和15°的水平旋转角度，同时具备较宽的TE模式带隙和TM模式带隙。这为设计光子通信材料提供了有利的理论基础。
研究不足
该研究仅限于二维方形晶格光子晶体，未探讨更复杂的晶格结构或逆向问题。
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光子晶体材料的带隙优化设计
DOI：10.1088/1757-899X/281/1/012001
期刊：IOP Conference Series: Materials Science and Engineering
出版年份：2017
更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要：
光子晶体具有一个基本特性——光子带隙，能够阻止光在晶体中传播。本文通过改变二维正方晶格光子晶体单元内部介质柱的几何形状，研究了其带隙宽度的变化规律。利用有限元方法，我们在MATLAB 2012a和COMSOL 3.5平台上进行数值实验。通过缩短垂直轴半径并旋转介质柱，设计出一种新单元结构：垂直半径为0.3*3.85e-7，与水平轴呈15度偏转。该新单元在TE带隙中比圆形介质结构宽1.51%，并在TM带隙中产生了0.0124的带隙宽度。此外，实验显示在能隙图中第一个TM带隙与第二个TE带隙存在部分重叠现象。这有助于形成绝对光子带隙，为设计光子通信材料提供了有利的理论基础。
作者：
Y Yu，B Yu，X Gao
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