研究目的
研究静水压增大以及晶胞内三角形内角和取向变化对规则二维光子晶体及其H1缺陷光子带结构的影响。
研究成果
光子带隙宽度随三角形内角和旋转角的增大而增加,但在静水压力增大时保持不变,这会导致频率向更高方向移动。对于含缺陷晶体,缺陷模式数量随旋转角增加而增多,且缺陷模式会随压力增大向更高频率移动。这些结果可为可调谐光子器件的研发提供参考。
研究不足
该研究假设所施加的静水压力不会改变二维光子晶体的结构。其研究范围仅限于TE偏振和特定几何参数(例如固定三角形面积、六边形晶格)。计算方法可能存在收敛性问题,且研究结果基于数值模拟而未经实验验证。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用平面波展开法(PWE)和超胞技术,基于麦克斯韦方程组和傅里叶变换理论模型,计算了GaAs背景材料中具有三角形空气孔的二维六角晶格光子晶体在横电(TE)偏振下的光子能带结构。
2:样本选择与数据来源:
该光子晶体由等腰三角形截面的空气孔嵌入GaAs构成。GaAs介电常数随静水压和温度变化,具体采用数值(如0千巴时为12.66,30千巴时为12.01,70千巴时为11.21)。
3:66,30千巴时为01,70千巴时为21)。
实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:未提及具体实验设备或材料;本研究为计算研究,使用数值方法和软件工具进行对角化及计算。
4:实验步骤与操作流程:
数值计算包括对TE偏振的本征值方程进行对角化,常规晶体使用500个平面波,含缺陷的超胞晶体(超胞尺寸L=5a)使用2000个平面波。变化参数包括静水压(0、30、70千巴)、内角φ(如45°、54°、63°)和旋转角θ(如0°、30°、90°)。
5:70千巴)、内角φ(如45°、54°、63°)和旋转角θ(如0°、30°、90°)。
数据分析方法:
5. 数据分析方法:数据分析包括绘制光子能带结构并识别光子带隙与缺陷模态,通过频率偏移和带隙宽度变化讨论结果。
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