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有耗色散光子晶体带隙结构的本征值分析新方法

王辉 沙威 黄志祥 吴先良 沈晶

有耗色散光子晶体带隙结构的本征值分析新方法

王辉, 沙威, 黄志祥, 吴先良, 沈晶
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  • 为计算有耗色散光子晶体的带隙结构,提出了新的本征值分析方法. 该方法借助于量子输运问题中的思想,在本征值方程的推导过程中进行了巧妙的变换,将复杂的非线性本征值问题转化为线性本征值问题;并利用频域有限差分(FDFD)方法直接求解线性本征值方程,最终得到有耗色散光子晶体结构的相关物理参数. 与其他方法相比,该方法的最大特点为概念清晰、计算简便,最终节省了计算时间及所需内存量. 利用该方法,对介质光子晶体结构进行模拟,结果与传统FDFD方法符合较好,从而验证了方法的有效性. 此外,利用所提方法计算了有耗色散光子晶体结构的色散曲线,得到了表面等离子波激发的区域,进一步讨论了损耗对其色散曲线及本征模场的影响. 相关结果对色散有耗光子晶体的研究具有一定的理论指导意义.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51277001,61101064,61301062)、教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET-12-0596)、教育部博士学科点专项基金(批准号:20123401110009)、 安徽省杰出青年基金(批准号:1108085J01)和安徽省高校重点项目(批准号:KJ2012A103)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-18
  • 修回日期:  2014-05-16
  • 刊出日期:  2014-09-20

有耗色散光子晶体带隙结构的本征值分析新方法

  • 1. 合肥师范学院电子信息工程学院, 合肥 230061;
  • 2. 香港大学电机电子工程学院, 香港薄扶林道;
  • 3. 安徽大学, 计算智能与信号处理教育部重点实验室, 合肥 230039
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51277001,61101064,61301062)、教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET-12-0596)、教育部博士学科点专项基金(批准号:20123401110009)、 安徽省杰出青年基金(批准号:1108085J01)和安徽省高校重点项目(批准号:KJ2012A103)资助的课题.

摘要: 为计算有耗色散光子晶体的带隙结构,提出了新的本征值分析方法. 该方法借助于量子输运问题中的思想,在本征值方程的推导过程中进行了巧妙的变换,将复杂的非线性本征值问题转化为线性本征值问题;并利用频域有限差分(FDFD)方法直接求解线性本征值方程,最终得到有耗色散光子晶体结构的相关物理参数. 与其他方法相比,该方法的最大特点为概念清晰、计算简便,最终节省了计算时间及所需内存量. 利用该方法,对介质光子晶体结构进行模拟,结果与传统FDFD方法符合较好,从而验证了方法的有效性. 此外,利用所提方法计算了有耗色散光子晶体结构的色散曲线,得到了表面等离子波激发的区域,进一步讨论了损耗对其色散曲线及本征模场的影响. 相关结果对色散有耗光子晶体的研究具有一定的理论指导意义.

English Abstract

参考文献 (27)

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