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横磁模式下二维非磁化等离子体光子晶体的线缺陷特性研究

章海锋 刘少斌 孔祥鲲

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横磁模式下二维非磁化等离子体光子晶体的线缺陷特性研究

章海锋, 刘少斌, 孔祥鲲

Defect mode properties of two-dimensional unmagnetized plasma photonic crystals with line-defect under transverse magnetic mode

Kong Xiang-Kun, Liu Shao-Bin, Zhang Hai-Feng
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  • 采用等离子体的分段线性电流密度卷积时域有限差分算法研究了横磁波入射时具有单一线缺陷的二维非磁化等离子体光子晶体的缺陷模特性. 从频域角度分析得到微分高斯脉冲的透射系数,并讨论该光子晶体的晶格常数、介质圆柱半径、周期常数、缺陷层参数和等离子体参数对缺陷模特性的影响. 结果表明,改变周期常数、缺陷层位置和等离子体碰撞频率不会改变缺陷模的频率,改变缺陷层介质圆柱的相对介电常数、半径和缺陷层到介质层的中心距离可以在不改变禁带宽度的前提下实现对缺陷模的调节,改变晶格常数、介质圆柱半径和等离子体频率能同时实现对禁带宽度和缺陷模的调节.
    The piecewise linear current density recursive convolution finite-difference time-domain method of plasma is used to study the defect mode properties of transverse magnetic wave propagation in the two-dimensional unmagnetized plasma photonic crystals with a line-defect layer. In frequency domain, the transmission coefficients of electromagnetic differential Gaussian pulses are computed, and the effect of lattice constant, dielectric column radius, periodic constant, parameters of plasma and parameters of line-defect layer on defect mode properties of two-dimensional unmagnetized plasma photonic crystals are analyzed. The results illustrate that the frequency of defect mode cannot be tuned by changing periodic constant, position of the defect layer and plasma collision frequency, but be tuned by changing relative permittivity and radius of dielectric column in the defect layer, and central distance between defect layer and dielectric layer with the width of prohibit band gaps fixed. Furthermore, the defect mode and the width of prohibit band gaps can also be tuned by changing lattice constant, dielectric column radius and plasma frequency.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60971122)和国家航空科学基金(批准号: 2009ZA2008)资助的课题.
    [1]

    John S 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2486

    [2]

    Yablonovitch E 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2059

    [3]

    Yakoyama H, Nishi K, Anan T 1992 Opt. Quant. Electron. 24 245

    [4]

    Zhou W D, Sabarinathan J, Bhattacharya P, Kochman B, Berg E W, Yu P C, Pang S W 2001 IEEE J.Quant. Electron. 37 1153

    [5]

    Villeneuve P R, Fan S, Joannopoulos J D 1996 Phys. Rev. B 54 7837

    [6]

    Feng T H, Dai Q F, Wu L J, Guo Q, Hu W, Lan S 2008 Chin. Phys. B 17 4533

    [7]

    Zhao X X, Zhu Q F, Zhang Y 2009 Chin. Phys. B 18 2864

    [8]

    Ma J Y, Liu S J, Zhang D W, Yao J K, Xu C, Jin Y X, Shao J D, Fan Z X 2008 Chin. Phys. B 17 3704

    [9]

    Fan S, Villeneuve P R, Joannopoulos J D 1997 Phys. Rev. Lett. 78 3294

    [10]

    Hojo H, Mase A 2004 J. Plasma Fusion Res. 80 89

    [11]

    Liu S B, Hong W, Yuan N C 2006 Int. J. Infrar. Millim. Waves 27 403

    [12]

    Liu S B, Mo J J, Yuan N C 2005 Acta Phys. Sin. 54 2804 (in Chinese) [刘少斌、 莫锦军、 袁乃昌 2005 物理学报 54 2804]

    [13]

    Hojo H, Mase A 2009 J. Plasma Fusion Res. 8 477

    [14]

    Shiveshwari L, Mahto P 2006 Solid State Communications 138 160

    [15]

    Li W, Gao H, Gong M L, Liu S G 2004 Chin. Phys. 13 1296

    [16]

    Ma L, Zhang H F, Liu S B 2008 Acta Phys. Sin. 57 5089 (in Chinese)[马 力、 章海锋、 刘少斌 2008 物理学报 57 5089]

    [17]

    Zhang H F, Ma Li, Liu S B 2009 Acta Phys. Sin. 58 1071 (in Chinese) [章海锋、 马 力、 刘少斌 2009 物理学报 58 1071]

    [18]

    Qi L M, Yang Z Q, Lan F, Gao X, Li D Z 2010 Chin. Phys. B 19 034210

    [19]

    Qi L M, Yang Z Q, Lan F, Gao X, Shi Z J, Liang Z 2010 Acta Phys. Sin. 59 0351 (in Chinese) [亓丽梅、 杨梓强、 兰 峰、 高 喜、 史宗君、 梁 正 2010 物理学报 59 0351]

    [20]

    Sakai O, Sakaguchi T, Tachibana K 2007 Contrib. Plasma Phys. 47 96

    [21]

    Liu S B, Yuan N C, Mo J J 2003 IEEE Microw. Wireless Compon. Lett. 13 187

    [22]

    Liu S B, Yuan N C, Liu S Q, Mo J J 2003 IEEE Proc. Microw. Anten. Propag. 152 189

    [23]

    Zhuang Z W, Yuan N C, Liu S B, Mo J J 2005 Plasma Stealth Technology( Beijing: Science Press) p13 (in Chinese) [庄钊文、 袁乃昌、 刘少斌、 莫锦军 2005 等离子体隐身技术 (北京:科学出版社) 第13页]

    [24]

    Liu S B, Liu S, Hong W 2010 Finite Difference Time Domain Method for Dispersive Media ( Beijing: Science Press) p315 (in Chinese)[刘少斌、 刘 崧、 洪 伟 2010 色散介质的时域有限差分算法(北京:科学出版社) 第315页]

  • [1]

    John S 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2486

    [2]

    Yablonovitch E 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2059

    [3]

    Yakoyama H, Nishi K, Anan T 1992 Opt. Quant. Electron. 24 245

    [4]

    Zhou W D, Sabarinathan J, Bhattacharya P, Kochman B, Berg E W, Yu P C, Pang S W 2001 IEEE J.Quant. Electron. 37 1153

    [5]

    Villeneuve P R, Fan S, Joannopoulos J D 1996 Phys. Rev. B 54 7837

    [6]

    Feng T H, Dai Q F, Wu L J, Guo Q, Hu W, Lan S 2008 Chin. Phys. B 17 4533

    [7]

    Zhao X X, Zhu Q F, Zhang Y 2009 Chin. Phys. B 18 2864

    [8]

    Ma J Y, Liu S J, Zhang D W, Yao J K, Xu C, Jin Y X, Shao J D, Fan Z X 2008 Chin. Phys. B 17 3704

    [9]

    Fan S, Villeneuve P R, Joannopoulos J D 1997 Phys. Rev. Lett. 78 3294

    [10]

    Hojo H, Mase A 2004 J. Plasma Fusion Res. 80 89

    [11]

    Liu S B, Hong W, Yuan N C 2006 Int. J. Infrar. Millim. Waves 27 403

    [12]

    Liu S B, Mo J J, Yuan N C 2005 Acta Phys. Sin. 54 2804 (in Chinese) [刘少斌、 莫锦军、 袁乃昌 2005 物理学报 54 2804]

    [13]

    Hojo H, Mase A 2009 J. Plasma Fusion Res. 8 477

    [14]

    Shiveshwari L, Mahto P 2006 Solid State Communications 138 160

    [15]

    Li W, Gao H, Gong M L, Liu S G 2004 Chin. Phys. 13 1296

    [16]

    Ma L, Zhang H F, Liu S B 2008 Acta Phys. Sin. 57 5089 (in Chinese)[马 力、 章海锋、 刘少斌 2008 物理学报 57 5089]

    [17]

    Zhang H F, Ma Li, Liu S B 2009 Acta Phys. Sin. 58 1071 (in Chinese) [章海锋、 马 力、 刘少斌 2009 物理学报 58 1071]

    [18]

    Qi L M, Yang Z Q, Lan F, Gao X, Li D Z 2010 Chin. Phys. B 19 034210

    [19]

    Qi L M, Yang Z Q, Lan F, Gao X, Shi Z J, Liang Z 2010 Acta Phys. Sin. 59 0351 (in Chinese) [亓丽梅、 杨梓强、 兰 峰、 高 喜、 史宗君、 梁 正 2010 物理学报 59 0351]

    [20]

    Sakai O, Sakaguchi T, Tachibana K 2007 Contrib. Plasma Phys. 47 96

    [21]

    Liu S B, Yuan N C, Mo J J 2003 IEEE Microw. Wireless Compon. Lett. 13 187

    [22]

    Liu S B, Yuan N C, Liu S Q, Mo J J 2003 IEEE Proc. Microw. Anten. Propag. 152 189

    [23]

    Zhuang Z W, Yuan N C, Liu S B, Mo J J 2005 Plasma Stealth Technology( Beijing: Science Press) p13 (in Chinese) [庄钊文、 袁乃昌、 刘少斌、 莫锦军 2005 等离子体隐身技术 (北京:科学出版社) 第13页]

    [24]

    Liu S B, Liu S, Hong W 2010 Finite Difference Time Domain Method for Dispersive Media ( Beijing: Science Press) p315 (in Chinese)[刘少斌、 刘 崧、 洪 伟 2010 色散介质的时域有限差分算法(北京:科学出版社) 第315页]

  • [1] 周铭杰, 谭海云, 周岩, 诸葛兰剑, 吴雪梅. 一种基于束缚态的可调等离子体光子晶体窄带滤波器. 物理学报, 2021, 70(17): 175201. doi: 10.7498/aps.70.20210241
    [2] 周雯, 陈鹤鸣. 基于磁光效应的二维三角晶格光子晶体模分复用器. 物理学报, 2015, 64(6): 064210. doi: 10.7498/aps.64.064210
    [3] 岳庆炀, 孔凡敏, 李康, 赵佳. 基于缺陷光子晶体结构的GaN基发光二极管光提取效率的有关研究. 物理学报, 2012, 61(20): 208502. doi: 10.7498/aps.61.208502
    [4] 刘晓静, 张伯军, 王婧, 张斯淇, 巴诺, 李宏, 吴向尧, 郭义庆. 一维光子晶体中光场分布特性分析. 物理学报, 2012, 61(23): 237801. doi: 10.7498/aps.61.237801
    [5] 刘启能. 研究一维掺杂声子晶体缺陷模的解析方法. 物理学报, 2011, 60(4): 044302. doi: 10.7498/aps.60.044302
    [6] 刘启能. 各向异性圆柱掺杂光子晶体的缺陷模及其量子效应. 物理学报, 2011, 60(1): 014217. doi: 10.7498/aps.60.014217
    [7] 章海锋, 刘少斌, 孔祥鲲. TM模式下二维非磁化等离子体光子晶体的禁带调制特性分析. 物理学报, 2011, 60(5): 055209. doi: 10.7498/aps.60.055209
    [8] 刘其海, 胡冬生, 尹小刚, 王彦庆. 由单负材料组成的含有缺陷层的一维光子晶体结构中的缺陷模. 物理学报, 2011, 60(9): 094101. doi: 10.7498/aps.60.094101
    [9] 刘启能. 矩形掺杂光子晶体中电磁波的模式和缺陷模. 物理学报, 2010, 59(4): 2551-2555. doi: 10.7498/aps.59.2551
    [10] 葛琳, 季沛勇. 等离子体波背景下的光子Berry相位. 物理学报, 2009, 58(1): 347-353. doi: 10.7498/aps.58.347
    [11] 王身云, 刘少斌. 基于等离子体缺陷层的一维可调谐微波光子晶体滤波特性. 物理学报, 2009, 58(10): 7062-7066. doi: 10.7498/aps.58.7062
    [12] 章海锋, 马力, 刘少斌. 磁化等离子体光子晶体缺陷态的研究. 物理学报, 2009, 58(2): 1071-1076. doi: 10.7498/aps.58.1071
    [13] 马 力, 章海锋, 刘少斌. 非磁化等离子体光子晶体缺陷态的研究. 物理学报, 2008, 57(8): 5089-5094. doi: 10.7498/aps.57.5089
    [14] 陈宪锋, 蒋美萍, 沈小明, 金 铱, 黄正逸. 一维多缺陷光子晶体的缺陷模. 物理学报, 2008, 57(9): 5709-5712. doi: 10.7498/aps.57.5709
    [15] 董海霞, 江海涛, 杨成全, 石云龙. 含双负缺陷的一维光子晶体耦合腔的杂质带特性. 物理学报, 2006, 55(6): 2777-2780. doi: 10.7498/aps.55.2777
    [16] 刘少斌, 朱传喜, 袁乃昌. 等离子体光子晶体的FDTD分析. 物理学报, 2005, 54(6): 2804-2808. doi: 10.7498/aps.54.2804
    [17] 于天宝, 刘念华. 光脉冲通过含有色散与增益型缺陷的一维光子晶体的传播. 物理学报, 2004, 53(9): 3049-3053. doi: 10.7498/aps.53.3049
    [18] 刘少斌, 莫锦军, 袁乃昌. 各向异性磁等离子体的辅助方程FDTD算法. 物理学报, 2004, 53(7): 2233-2236. doi: 10.7498/aps.53.2233
    [19] 杜桂强, 刘念华. 具有镜像对称结构的一维光子晶体的透射谱. 物理学报, 2004, 53(4): 1095-1098. doi: 10.7498/aps.53.1095
    [20] 庄飞, 肖三水, 何江平, 何赛灵. 二维正方各向异性碲圆柱光子晶体完全禁带中缺陷模的FDTD计算分析和设计. 物理学报, 2002, 51(9): 2167-2172. doi: 10.7498/aps.51.2167
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-07-18
  • 修回日期:  2010-08-06
  • 刊出日期:  2011-01-05

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