平面正六边形晶格振动的色散关系

基于晶格动力学理论,考虑原子在平面内的中心弹性力作用时,推导了平面正六边形晶格振动的色散关系,得到第一布里渊区中沿Γ-М、М-К和Γ-М三个对称方向的色散关系表达式,沿每一对称方向有四支格波,其中两支声学波和两支光学波。讨论了最近邻原子间作用以及次近邻原子间作用对色散关系的影响。结果表明:只考虑最近邻原子间作用时,Γ点两声学模频率为零、两光学模频率简并,К点高频声学支与低频光学支频率简并,而М点声子频率非简并;沿三个对称方向都存在一支频率为零的声学波和一支频率不变的无色散光学波,并且Γ-М方向的声学波和光学波间具有频隙,另外两个方向的格波间无频隙。当计及次近邻原子间作用时,晶格振动的频率升高,三个对称方向的四支格波都表现出明显的色散性,沿Γ-М方向声学支与光学支间的频隙减小,由此可见次近邻原子间作用对色散关系有显著影响,但是对Γ点声子频率的大小和简并无影响,对К点声子频率的简并也无影响。

二维六边形晶格光子晶体的带隙研究

运用平面波展开法模拟计算了二维六边形晶格光子晶体的能带结构,得到了使光子带隙最大化的结构参数.分别以不同介质作为本底,由圆柱、正方直柱和六角形直柱空气孔构成的六边形晶格光子晶体都出现了完全光子带隙,为进一步光子晶体的实验制备和应用提供了理论依据.

全带隙六边形晶格二维光子晶体结构研究

提出了一种具有全带隙的光子晶体结构。基于GaAs材料的六角晶格结构,将各格点之间用特定宽度的介质波导相连,可构成具有全带隙的光子晶体结构。在此基础上,引入空心格点,将有效增大全带隙宽度。使用平面波展开法对该结构进行了理论分析。仿真结构表明,最大绝对禁带宽度Δω为0.061 9ωe(a是晶格常数,c是光速,ωe=2πc/a),禁带中心频率ωmid为0.663ωe,相对禁带宽度为Δω/ωmid=9.3%。采用该结构,可以有效构造出全带隙,避免了光子晶体结构偏振选择特性。

基于金正六边形晶格孔阵列-二氧化硅结构的光纤传感特性研究

提出了一种基于光纤端面金属正六边形晶格圆孔阵列-二氧化硅结构,该结构的表面等离激元耦合作用受到其法布里-珀罗腔的加强,获得了较好的光谱传输特性。采用时域有限差分法对该结构进行数值仿真,研究了正六边形晶格圆孔阵列结构中圆孔直径和阵列周期等参数对反射光谱的影响,并分析了基于该现象的折射率传感特性。仿真结果表明:当金属厚度、圆孔直径和阵列周期分别为100 nm、200 nm和530 nm时,该结构展现出较好的反射特性。并在此基础上优化结构参数,获得486±4 nm/RIU的折射率灵敏度,能为应用在环境监测、食品安全等传感领域提供一个新的技术支持。

六边形Fourier谱方法

首先,建立了晶格Fourier分析的一般理论,并具体研究了六边形区域上周期函数的数值逼近.在此基础上,提出了六边形区域上的椭圆型偏微分方程的周期问题求解的六边形Fourier谱方法,设计了相应谱格式快速实现算法,建立了Fourier谱方法的稳定性与收敛性理论.同方形区域上的经典Fourier谱方法一样,六边形Fourier谱方法可以充分利用快速Fourier变换,并具备了"无穷阶"的谱收敛速度.

Controllable tune of the cutoff frequencies in a photonic crystal waveguide with hexagonal lattice

In this paper,configuration parameters of the waveguide are altered independently or simultaneously to control the cutoff frequencies of the guided band.The independent control range of the upper and lower cutoff frequencies is 55.0% and 63.9% of the photonic band gap(PBG),respectively.The regulating range of the simultaneous tuning can be as large as 28.6% in terms of the PBG,or 240% in terms of the bandwidth.This tuning cutoff frequency method provides an efficient way to tailor the guided band and further tune the optical properties of PhCWs.