二维等离子体光子晶体带隙特性研究：LT-JEC FDTD 方法

本文详细探讨了二维等离子体光子晶体的带隙特性，尤其是在各向异性等离子体衬底上的表现。文章指出，利用基于拉氏变换的电流密度卷积（LT-JEC）与时域有限差分（FDTD）方法，可以有效处理等离子体这种复杂的介质问题。这种方法引入周期边界条件，简化了对无限大周期结构的计算，转化为对单个单元的有限区域计算，从而将抽象模型转化为实际可操作的计算模型。 在研究中，作者通过计算等离子体背景下的二维等离子体光子晶体的功率反射和透射系数，深入分析了光子晶体带隙特性与等离子体参数之间的关系。带隙特性是光子晶体中的一个重要概念，它决定了光在晶体中传播的行为，对于控制和操纵光的流动具有重要意义。等离子体参数的改变，如等离子体频率、填充因子等，会直接影响光子晶体的带隙宽度和位置，这为设计和优化等离子体光子晶体提供了理论依据。 光子晶体是由不同折射率材料排列成周期性结构的复合材料，其在光电子学领域有广泛应用，如光开关、光存储、光学微腔等。等离子体光子晶体由于其独特的电磁性质，如可调谐性和高响应速度，使其在微波和光通信、光子集成等领域展现出巨大的潜力。 通过本研究，作者揭示了各向异性等离子体衬底如何影响光子晶体的带隙特性，并为实际制造等离子体光子晶体提供了关键的理论支持。这不仅有助于推动等离子体光子学的基础研究，也为相关应用技术的发展提供了新的思路和方法。文章的关键词包括光电子学、等离子体、时域有限差分、光子晶体，表明了该研究涉及的多学科交叉领域。这项工作加深了我们对等离子体光子晶体的理解，为未来的实验验证和实际应用铺平了道路。