折射率对一维光子晶体禁带宽度调控的研究

"介质折射率对一维光子晶体禁带的影响 (2010年) - 严桂钟 - 河南大学学报(自然科学版) - TP391 - A - 1003-4978(2010)02—0137—04" 本文是2010年由严桂钟发表在《河南大学学报（自然科学版）》的一篇关于自然科学的论文，主要研究了一维二元周期性光子晶体的色散关系及其禁带宽度与介质折射率之间的相互作用。光子晶体是由两种或多种不同折射率的材料交替排列而成的结构，其特性类似于电子在固体中的行为，具有独特的光学性质，如光子禁带。 论文中，作者利用传输矩阵法，这是一种分析光在复杂介质中传播的数学工具，推导了光子晶体的色散关系。色散关系描述了光的频率与波矢之间的联系，对于理解和预测光子晶体的光学行为至关重要。在此基础上，作者进一步探讨了禁带宽度与介质折射率比值n1/n2之间的关系。 研究表明，当折射率比值n1/n2在0到1的范围内，禁带宽度会快速减小；而当比值超过1时，禁带宽度的增加则变得较为平缓。这种现象表明，通过调整光子晶体中两种介质的折射率，可以有效地控制禁带的宽度，从而实现光子晶体的光谱特性调制。特别是在实际应用中，为了达到最大的禁带宽度，需要在技术可行的条件下尽可能增大n1/n2的值。 此外，论文还利用MATLAB软件进行了模拟计算，以图形化地展示禁带宽度与折射率之间的关系。通过设定不同的入射角，可以更精确地调控禁带宽度，这对于设计和优化光子晶体器件，例如光滤波器、光开关等，具有重要的实践意义。 关键词包括：光子晶体、折射率、入射角、禁带调制。这篇论文的贡献在于提供了对一维光子晶体禁带宽度调控的理论基础和数值计算方法，对于理解和利用光子晶体的光学特性有深远的影响。