一维光子晶体禁带特性分析：有限元方法

"一维光子晶体有限元法的禁带分析" 光子晶体是一种具有周期性结构的材料，它的独特性质在于能够控制光的传播，其中一个关键特性就是光子禁带。光子禁带是指在特定频率范围内，光不能在晶体中传播的频段，类似于电子在半导体中的能隙。这种特性使得光子晶体在光电子学、光学通信、光学开关、激光技术等领域有着广泛的应用。 本篇论文"一维光子晶体有限元法的禁带分析"由伊文杰、姜华和高坛坛共同完成，其中伊文杰作为主要研究者，专注于计算机科学与应用领域，而姜华则作为副教授，专注于光子晶体的数值方法研究。他们采用有限元方法（FEM）对一维光子晶体的禁带特性进行了深入研究。有限元方法是一种强大的数值计算工具，常用于解决复杂的电磁场问题，它通过将连续区域离散化为多个互不重叠的子区域（有限元），然后求解每个子区域内的场分布，最终得到整体解决方案。 论文探讨了介质填充率对一维光子晶体禁带位置和宽度的影响。介质填充率是指光子晶体中高折射率材料占据的空间比例。通过数值模拟发现，随着高折射率介质填充率的增加，光子禁带的数量增多，禁带的宽度减小，并且禁带的位置向低频方向移动。这一现象表明，通过调整介质填充率，可以有效地控制光子晶体的光谱特性，从而实现对其功能的优化设计。 此外，尽管这篇论文主要关注一维光子晶体，但研究方法和理论基础可以扩展到更复杂的二维或三维光子晶体结构。这为研究更复杂的光子晶体系统提供了理论支持和计算手段。 关键词包括光子晶体、有限元法和光子禁带，表明了论文的核心内容和研究焦点。光子晶体的研究不仅局限于理论，还涉及到实际应用，如通过优化设计实现对光的高效控制。中图分类号O43615则将其归类为电磁场与电磁波的理论及应用领域。 这篇论文通过对一维光子晶体的禁带特性进行有限元法分析，揭示了介质填充率对其光子禁带结构的重要影响，为光子晶体的设计和应用提供了新的见解和理论依据。