基于COMSOL的声子晶体带结构计算新方法

结合声波与电磁波的物理特性,建立光子晶体与声子晶体物理量之间的联系,通过类比光子晶体能带结构的求解过程,对声子晶体能带结构进行仿真计算。以二维声子晶体为研究对象,通过重新建立数学模型,利用Born-von-karman周期性边界条件和布洛赫态,推导出声子晶体偏微分形式的本征方程,基于有限元仿真软件COMSOL Multiphysics系数偏微分模块(coefficient form PDE),求解出相应的本征频率从而求解出能带。与已有计算方法相比,该方法在适用性,难易程度等方面具有明显的优越性。

基于COMSOL的光子晶体能带结构仿真计算

为更方便、快捷地求解光子晶体能带结构问题,基于有限元数值仿真软件COMSOL Multiphysics系数偏微分方程模块,重新建立了数学模型,直接从亥姆霍兹方程出发,结合布洛赫态,推导出光子晶体偏微分形式的本征方程,充分考虑了布洛赫波矢的传播情况,求解出相应的本征频率从而求解出能带,对一维和二维光子晶体能带结构分别进行仿真计算。仿真计算结果与传统方法结果进行对比分析,验证了此方案的可行性。