二维六角晶格环形光子晶体负折射特性的研究.pdf

摘要关键词:左手材料;负折射;光子晶体;次波长成像;聚焦年最先提出了具有负介电常数、负磁导率的左手材料。年,美国的∽橹谱鞒隽耸澜缟系谝豢榈刃Ы榈绯J偷刃Т诺悸释蔽负数的介质之后,左手材料受到越来越多的关注。光子晶体是介电常数在空间波长尺度上周期性分布的新颖人工材料。年,,光子晶体取得了迅猛发展。年,日本科学家理论研究二维光子晶体负折射现象后,光子晶体负折射的数值模拟和实验分析越来越多。在此背景下,本论文研究了二维六角晶格环形光子晶体的负折射特性和负折射率渐变的环形光子晶体平板的聚焦特性。主要内容如下:樯芰俗笫植牧系母拍睢⑻匦浴⒀芯拷辜捌溆τ谩V饕=樯芰俗笫植牧系牡磁波传播特性,逆斯涅尔折射效应和逆多普勒效应;樯芰斯庾泳宓母拍睢⑻匦浴⒂τ谩⒅票阜椒ḿ澳D饧扑惴椒ā=樯芰斯庾晶体负折射现象的研究进展和理论分析方法。杓屏艘恢侄蔷Ц竦幕沸喂庾泳濉Mü矫娌ㄕ箍7╥扑愕到其能带曲线和等频率图,理论分析了环形光子晶体的负折射特性。通过时域有限差分法,数值模拟了环形光子晶体平板的负折射成像。基于瑞利判据,研究了平板透镜的成像分辨分辨本领。研究了不同内圆半径的环形光子晶体的负折射成像特性和分辨本领。分析得到了平板透镜成像分辨本领随内圆半径增大而提高的结论。杓屏艘恢指赫凵渎蚀又行南蛄奖弑咴到ケ涞幕沸喂庾泳迤桨濉<扑懔瞬煌内圆半径的环形结构的能带曲线变化,分析了负折射率渐变的环形光子晶体平板的聚焦理论基础。数值模拟了平板的平面波聚焦现象。简单设计了一种波导耦合器,分析了耦合强度与窄波导宽度的关系。
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目录第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一左手材料定义及研究进展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一左手材料中的反常现象⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ùúシ较蛴肽芰看ú⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..本论文主要内容和结构安排⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..第二章光子晶体及光子晶体等效负折射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..光子晶体⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第三章二维六角晶格环形光子晶体负折射现象及次波长成像分辨率的研究一二维六角晶格环形光子晶体的结构及能带图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯环形光子晶体负折射的理论分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯二维六角品格环形光子晶体负折射成像模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯二维六角晶格环形光子晶体负折射成像的空间分辨本领⋯⋯⋯⋯⋯⋯不同内圆半径的环形光子晶体的负折射特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯不同内圆半径的环形光子晶体介质平板的次波长成像模拟⋯⋯⋯⋯⋯内圆半径对环形光子晶体平板介质成像分辨率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第四章负折射率渐变的环形光子晶体平板介质的聚焦特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一负折射率渐变环形光子晶体的结构与能带图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
负折射率渐变的环形光子晶体平板透镜聚焦现象的数值模拟⋯⋯⋯⋯利用渐变环形光子晶体平板的波导耦合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第五章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.攻读学位期间发表的论文及研究成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.学位论文独创性声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯V
第一章绪论左手材料定义及研究进展本章主要介绍左手材料的概念,研究进展,电磁波在左手材料中的传播特性和反常光学现象,左手材料的应用以及本论文的结构安排。自然界中物质的电磁特性,一般是用介电常数痛诺悸省卫疵枋觥MǔU饬个参数都与电磁波的频率有关,并且大部分都为正值。此时,介质中电磁波的电场强度丘,磁场强度曰和波矢石满足右手关系,如图尽年,前苏联物理学家维克托·韦谢拉戈岢觯杭偃绱嬖一种同时具备负的介电常数￡和