基于阿贝正弦条件的光子等频图和能带结构测试系统

通过结合电磁波在周期性纳米材料中的传播特性以及阿贝完备成像理论中的阿贝正弦条件,提出了一种快速测试光子等频图和能带结构的测试技术和光学检测系统。将无限筒长显微物镜作为一种把波矢空间直接转换到实空间的变换器件,并通过配备二维面阵CCD的光栅光谱仪实现了对周期性纳米材料的等频图和能带结构的一次性拍照,真正实现了方便、快速和无损的探测技术。利用自行搭建的测试系统对用自组装方法制备的二维周期性纳米材料进行了相关光学测试,通过实验测试结果和相关理论计算的对比验证了系统的可行性和可靠性,从而说明该光学系统在研究周期性纳米材料的光学特性方面具有一定的优势。

基于六边形基元的光子晶体宽带大角度自准直特性研究

通过对能带结构和等频图(EFC)的分析,提出的基于六边形基元的正方点阵光子晶体结构(PR-PC)具有宽带大角度自准直特性.宽带自准直频率范围达1.47 GHz,相对中心频率带宽为11.85﹪,入射角范围可以超过±45°.长径比变大情况下,最终出现全角度自准直.数值结果表明:通过改变填充因子、长径比可以实现对PR-PC结构的自准直频率范围、中心频率值以及入射角范围的调整.

二维平板光子晶体的等效负折射率测量

光子晶体特殊的色散特性能导致负折射现象发生。用波束位移法对二维光子晶体平板的负折射现象进行理论计算和实验测量,得到了入射光经平板光子晶体折射后的二维光场分布。测量结果表明,横电(TE)光在光子晶体中发生负折射,出射光沿出射面产生了反方向的横向位移,由此计算出来的负折射率约为-0.44,而横磁(TM)光没有发生负折射。实验结果与仿真结果吻合较好。