利用平面波计算了正方格子椭圆柱光子晶体的能带结构

资 源 简 介

利用平面波计算了正方格子椭圆柱光子晶体的能带结构

详 情 说 明

本文讨论了如何利用平面波展开法计算正方格子椭圆柱光子晶体的能带结构。光子晶体是一类具有周期性介电常数分布的人工结构，其独特的光子禁带特性使其在光学器件设计中有广泛的应用。

计算光子晶体的能带结构是研究其光学特性的基础步骤。平面波展开法是最常用的数值方法之一，其核心思想是将电磁场的波动方程在倒格矢空间展开，转化为本征值问题求解。

对于正方格子的椭圆柱光子晶体，计算步骤如下：首先需要建立晶体的几何模型，包括基矢、椭圆柱的参数和介电常数分布；然后选择合适的平面波数量，进行傅里叶展开；最后通过求解本征方程得到光子能带结构。

椭圆柱的引入使得光子晶体具有更高的设计自由度，可以通过调节椭圆的长短轴比例来调控光子带隙的位置和宽度。这种方法为设计特定频率范围的光子晶体器件提供了理论依据。

研究这类结构的能带特性，对开发新型光学滤波器、波导和激光谐振腔等光子器件具有重要意义。