李志鹏， 高悦豪， 王震宇， 麻鸿祥， 武校刚

(宁波工程学院 建筑与交通工程学院， 浙江 宁波 315211)

基于有限元法的一维光子晶体光学特性分析

李志鹏， 高悦豪， 王震宇， 麻鸿祥， 武校刚

(宁波工程学院 建筑与交通工程学院， 浙江 宁波 315211)

运用电磁学的里兹变分法， 建立一维光子晶体理论分析的有限元模型. 通过建立的有限元模型， 采用有限元方法对一维光子晶体进行研究. 数值模拟出完整一维光子晶体的透射谱、 含缺陷层的一维光子晶体TE偏振光和TM偏振光的透射谱以及缺陷层厚度对一维光子晶体的透射特性的影响.

有限元法； 一维光子晶体； 缺陷层； 禁带

0 引 言

自1987年由S.John和E.Yablonovitch在讨论周期性电介质结构对材料中光传播行为的影响时分别开创性地独立提出光子晶体(Photonic Crystals,PC)的概念以来[1,2]， 光子晶体已经被越来越广泛和深入的研究. 所谓光子晶体， 就是介质在空间呈现周期性排列形成的人造新型光学材料. 当光在折射率呈周期性变化且与光波长有着相同的数量级厚度的材料介质中传播时， 某些频率范围内的光会受到抑制形成光子禁带[3,4]， 因此， 又可称为光子带隙(PBG)材料. 一维光子晶体是由材料的折射率在一个方向上周期性变化形成的， 如果一维光子晶体在某个位置上电介质排列的周期性被打破了， 即晶体中出现了缺陷， 即形成一维缺陷光子晶体.

对一维光子晶体的理论研究， 人们大多使用的是特征矩阵法. 本文提出另外一种研究方法， 即有……