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二维十字排列椭圆孔声子晶体的数值及实验研究
摘要:
声子晶体作为一种具有周期性结构的光子晶体,在光子学、声子学等领域具有广泛的应用前景。本文主要研究了一种二维十字排列椭圆孔声子晶体的数值模拟及实验研究。通过数值模拟分析了该声子晶体的色散特性,进一步利用紫外光刻技术制备了样品,并通过光学实验验证了模拟结果。结果表明,椭圆孔声子晶体具有独特的光学特性,在光传输和控制方面具有重要的应用价值。
关键词:声子晶体,椭圆孔,数值模拟,实验研究
第一节 引言
声子晶体是一种具有周期性结构的材料,其光学性质受到构成材料周期性分布的声子结构的影响。声子晶体的研究在光子学、声子学等领域具有广泛的应用前景,如光纳米器件、光通信、光传感等。其中,椭圆孔声子晶体由于其特殊的结构和性质引起了研究人员的关注。
第二节 数值模拟
在本节中,我们使用有限元方法对二维十字排列椭圆孔声子晶体进行了数值模拟。通过选择合适的材料参数和尺寸参数,我们模拟了声子晶体的色散特性。在模拟过程中,我们考虑了椭圆孔的形状、大小和排列方式对声子晶体的影响。模拟结果显示,椭圆孔声子晶体具有禁带结构和声子态等特点。
第三节 实验制备
在本节中,我们利用紫外光刻技术制备了二维十字排列椭圆孔声子晶体的样品。首先,我们选择了合适的基底材料和胶体材料,并制备了相关的薄膜。然后,我们利用光刻胶和掩膜制备了椭圆孔的图案。最后,我们使用干膜转移技术将制备好的图案转移到胶体薄膜上。
第四节 光学实验
在本节中,我们使用光学实验验证了二维十字排列椭圆孔声子晶体的模拟结果。我们使用激光器作为光源,通过光纤耦合器将激光光束引入样品。在样品的一侧,我们放置了一个光学信号探测器,以测量不同角度下的透射光强。实验结果显示,透射光强在禁带之间具有明显的变化,与模拟结果相吻合。
第五节 结论
通过数值模拟和实验研究,我们研究了二维十字排列椭圆孔声子晶体的性质。研究结果表明,椭圆孔声子晶体具有独特的光学特性,在光传输和控制方面具有重要的应用价值。这些研究成果对于开发新型光子器件和实现光学信息处理具有指导意义。
参考文献:
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  • 时间2025-02-14