二维光子晶体带隙特性研究

光子晶体与光子带隙结构研究

光子晶体与光子带隙结构研究过去几十年里，光子晶体与光子带隙结构的研究一直备受关注。

这些研究不仅对于理解光的传播和控制，还具有广泛的应用前景，例如在光子学器件和光通信领域。

光子晶体是一种具有周期性折射率变化的光学介质，其导致了特殊的光学性质。

而光子带隙则是光子晶体中禁止光的一定频率范围，类似于半导体物质中的电子带隙。

下面将探讨光子晶体的基本原理以及光子带隙结构的研究进展。

光子晶体的基本原理是通过周期性的介质折射率变化来控制光的传播。

在一维光子晶体中，介质的折射率具有周期性的变化。

当光传播的波长与光子晶体的周期相匹配时，光会被光子晶体中的周期性结构所衍射。

这种衍射效应导致了光子晶体中的光子带隙。

光子带隙可以理解为光在空间中的一种传播受限。

在光子晶体中，光传播的波长必须满足特定的条件才能通过光子晶体。

波长较短的光无法通过较大的周期性结构，而只能在晶格中传播。

这样，光子晶体在特定的频率范围内形成光子带隙，其中不允许光的传播。

这种性质使得光子晶体成为强大的光学控制工具。

光子带隙结构的研究在过去几十年里取得了巨大的进展。

最初，光子带隙的发现和研究主要集中在二维光子晶体中。

通过纳米加工技术，科学家们成功地制造出了具有微米尺寸的周期性结构，从而实现了光子带隙的控制。

这些二维光子晶体具有独特的光学性质，例如低折射率、高透明度和光子带隙的存在。

随着技术的发展，人们开始研究更加复杂的三维光子晶体。

三维光子晶体不仅具有二维光子晶体的性质，还能在更大的波长范围内控制光的传播。

这种控制不仅可以实现光子带隙，还可以在光子晶体中形成多种复杂的光学模式。

这为光学材料的设计和应用提供了新的可能性。

光子带隙结构的研究还涉及到材料的选择和制备技术的发展。

目前，人们正在研究各种材料，例如半导体、金属和聚合物，以实现特定波长范围内的光子带隙。

同时，纳米加工技术的进步也为制造具有复杂结构的光子晶体提供了可能。

除了基础研究，光子带隙结构在实际应用中也具有广阔的前景。

二维光子晶体的能带结构研究的开题报告

二维光子晶体的能带结构研究的开题报告1. 研究背景随着纳米技术和光学器件的快速发展，光子晶体作为一种具有周期性结构的材料，在光学领域中具有广阔的应用前景。

其中，二维光子晶体由于其具有完美的全反射和光子禁带结构等特性，被广泛应用于滤波器、光学调制器和光学传感器等领域。

因此，研究其能带结构对于改善其光学性能具有重要意义。

2. 研究目的本研究旨在通过实验和模拟两种途径，对二维光子晶体的能带结构进行研究。

具体包括以下几个方面：(1) 建立二维光子晶体的制备方法，并确定其物理和化学性质；(2) 借助光学显微镜、扫描电子显微镜等表征手段，表征二维光子晶体的形态和结构特征；(3) 通过光学分光计等测试设备，实验测定二维光子晶体的光学性质，包括透射、反射和散射等特性；(4) 使用计算机模拟工具对二维光子晶体的能带结构进行理论研究，并与实验结果进行对比分析；(5) 探讨不同制备方法、材料特性及外加电场等条件对二维光子晶体能带结构的影响。

3. 研究方法(1) 制备二维光子晶体：采用常见的自组装方法、电影压制法等制备二维光子晶体，并采用光学显微镜、扫描电子显微镜等手段对其形态和结构进行表征。

(2) 测定二维光子晶体的光学性质：使用光学分光计等测试设备，测定二维光子晶体的光学透射、反射和散射等特性。

(3) 理论模拟：利用计算机模拟工具，基于Maxwell方程、传递矩阵法等理论模型，模拟二维光子晶体的能带结构，并与实验测试结果进行对比分析。

(4) 探讨影响二维光子晶体能带结构的因素：通过实验和模拟结果，探讨二维光子晶体的制备方法、材料特性以及外加电场等条件对其能带结构的影响。

4. 研究意义(1) 为了实现光子晶体在滤波、传感等领域的应用，研究其能带结构对于改善其光学性能具有重要意义。

(2) 通过本研究，可深入理解二维光子晶体的物理特性和化学性质，并为其进一步应用提供科学依据。

(3) 该研究还可为其他光子晶体的制备和应用研究提供借鉴和参考。

二维光子晶体带隙参数扫描特性研究

在光子晶体的理论计算中，平面波展开法是一种常用的方法之一。光子晶体中的麦克斯韦方程组（）１式
ｖ× ＝（）１
ｖ×茜：一
仍然成立。两式联立并消去得到：
（）２
因为电场与磁场中都有时间项：，去它式（）（）ｅ约１，２
现与应用，在新材料方面，除了用传统的电介质材料构成光子晶体外，人们开始利用半导体材料、有机材料、属、活金激介质材料等构造光子晶体。在结构方面，除了完全周期的光子晶体外，又发展了准周期、形结构与非晶结构的光子晶分体。虽然三维光子晶体具有更大的应用潜力，但在可见光与红外波段制作此微结构相对一维、二维而言困难，一维光子晶体中光子带隙的可调因素较少，比而言，维光子晶体相二既存在众多应用，又制造相对容易光子带隙的可调因素多，所以对二维光子晶体的理论及应用研究仍是目前物理学、材
１基本理论与数值模型
１１数值模型．
［＋Ｉ（］，：】Ｉ＋－一）：一Ｉ［誊：：：］
‘ ） ‘ ）（（）（（：，：霎＾Ｉ，）
Ｉ
（７）
（）７式是一个本征值问题，通过它可以得到频率与波矢量之间的关系，即色散关系。对等边三角形结构填充介质也
围内电磁波不能透射过去 Байду номын сангаас 很像固体物理学中晶体的能带，所以引进禁带与带隙的基本概念，经过十多年的发展，国际上对光子晶体的研究除基础理论之外，当大的力量投入到相光子晶体的应用理论与相应的光子器件的设计研究。目前

二维光子晶体带隙特性研究

二维光子晶体带隙特性研究摘要：本文采用平面波展开法分析了二维光子晶体的光学特性，并通过数值模拟研究了光子晶体的带隙、传输特性及影响其带隙结构的因素。

通过改变光子晶体的结构参数，可以改变它的带隙结构和传输特性。

关键词：光子晶体；光子禁带；平面波展开法1 引言光子晶体（Photonic crystal）是由Yablonovitch和S.John在1987年提出来的，它是一种折射率呈周期性变化的介质结构，具有一定的光子禁带(Photonic band gap)。

光子晶体的出现为光子技术的发展带来了新的活力，光子禁带（亦称光子带隙）是光子晶体的基本特征，其频率范围内的光子，在光子晶体的某些方向上是绝对不能传播的。

它的存在依赖于光子晶体的结构和介电常数的配比。

这种特殊“禁带”结构使得光子晶体可以用来制作各种光学器件，其在光电子器件以及光通信领域将具有广阔的应用前景。

光子晶体光波导分为一维、二维和三维结构，在应用上最具潜力的是可见光和红外波段的完全带隙的三维光子晶体，但其制作工艺非常复杂。

而二维光子晶体的制作比较简单，实际的应用价值也很大，正日益成为各国研究的热点。

本文利用平面波展开法（PWM）对二维光子晶体光波导的特性进行了理论分析，并对其带隙结构及传输特性进行了数值研究。

通过改变光子晶体的结构参数以及几何形状等方法能够改变其能带结构，这使得光子晶体的应用价值极具吸引力。

2 理论分析研究光子晶体带隙结构及传输特性的方法主要有有限差分时域法（finite difference time domain：FDTD）、传输矩阵法（transfer matrix method：TMM）、平面波展开法(plane wave expansion method：PWM)。

其中PWM提出最早，是将电磁场以平面波的形式展开，麦克斯韦方程组成为一个本征方程，求解其本征值就可以得到传播光子的本征频率。

假定所研究的光子晶体是无损、无源、非磁性的线性时不变系统，则可以得到麦克斯韦方程组的表达式式中E和H分别为电场、磁场强度矢量，D为电位移矢量，为介电常数，ω为光波的角频率，c为真空中的光速，由(1)可得根据布洛赫定理，电磁场矢量用第一布里渊区的波矢量k和能级序号n来表示[1]：其中，是周期性矢量函数。

二维金属型光子晶体带隙研究

二维金属型光子晶体带隙研究
杨波，梁静秋梁中翥崔乃迪，，，周建伟－强王维彪一，７永，
（．１中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，吉林长春１０３３０３；
２中国科学院研究生院，京１０３）．北００９
其可以简便而有力地限制和调控光子。Ｙｂｏｏａｌｎ —
们的波的能量集中在空气区（景介质）背。金属型
光子晶体与半导体介质型相比，很多优良特性。有
ｖｃｉｈ和Ｊｈ早于１８ｔｏｎ最９７年分别提出了光子晶体的概念］。光子晶体的产生有着重大的科学意义。
维的¨
，维的也基本上以正方形为晶二
基金项目：国家自然科学基金资助项目（ｏ６８７３）Ｎ．０７０１资助。作者简介：杨波（９７一）男，１８，硕士研究生，要从事红外金主属光子晶体及器件方面的研究。Ｅｍｉｙｎｂ８２＠１３ｅｍ－ａｌａｇｏ１３６．ｏ：收稿日期：００１－２１—０２９
目前，子晶体主要应用在光通讯、光器、子器光激光件等领域，正在逐步向光计算方面发展。光子晶现
首先，Ｅ极化波来说，零频率和截止频率之间对在
有一个很宽的光子带隙，而半导体介质型不存在；其

二维光子晶体微腔特性分析及应用研究

二维光子晶体微腔特性分析及应用探究引言二维光子晶体微腔作为一种具有高品质因子和小体积的纳米光学结构，在光子学领域引起了广泛的关注。

其特殊的光学性质使其在信息传输、能量调控等方面具有广泛的应用潜力。

本文将对二维光子晶体微腔的特性进行分析，并重点探讨其在光通信、激光器、传感器和光子计算等应用领域的探究进展。

一、二维光子晶体微腔的特性分析1. 光子晶体微腔的基本原理光子晶体微腔是一种由周期性的折射率分布构成的微观空间。

通过光子晶体材料的周期性结构，可以实现光的各种互相作用。

其特性主要通过光子带隙效应和光子波导效应来实现。

2. 光子晶体微腔的光学性质二维光子晶体微腔具有高品质因子、小模式体积和强光与物质互相作用等特点。

其中，品质因子是描述光场在腔内衰减的速率与光场在腔内往来的速度之比。

高品质因子使得光子晶体微腔能够实现高效率的光传输和能量储存。

此外，与传统光腔比较，其体积更小，从而具有更高的集成度和更快的响应速度。

3. 光子晶体微腔的调控方法为了实现对光子晶体微腔的调控，可以通过改变晶格常数、折射率和腔体尺寸来调整光子晶体微腔的特性。

例如，在微纳加工过程中改变结构形貌、控制材料选择或在微腔中注入局域化缺陷等方法，都能够有效地调控光子晶体微腔的性能。

二、光子晶体微腔在光通信领域的应用探究1. 光子晶体微腔的主动调控技术光通信中需要实现光源的拉伸、调整光频率和脉冲的压缩等功能。

利用电子注入、光子注入和热效应等主动调控技术，可以实现对光子晶体微腔中光场的精确控制。

通过控制注入的电流、电压或光强度，可以实现光的放大、调频和脉冲的压缩等功能。

2. 光子晶体微腔在光通信器件中的应用光子晶体微腔可以用于光通信器件的构建，如微激光器和光调制器等。

其小体积和高品质因子使其具备高效率、高速度和低功耗的特点。

此外，光子晶体微腔还能够实现光波分复用、信号调制和指定光路传输等功能，为光通信领域的进步提供了新的方向。

三、光子晶体微腔在其他应用领域的探究进展1. 光子晶体微腔在激光器中的应用利用光子晶体微腔构建激光器可以实现窄线宽、高转化效率和高阈值特性等。

二维正方六边柱形光子晶体带隙结构研究

二维正方六边柱形光子晶体带隙结构研究【摘要】光子晶体是目前能够对光子实现完全控制的、最有发展前景的一种新型光学材料，其最根本的特性是具有光子带隙。

从理论上设计和寻找具有更宽带隙的光子晶体结构，一直是该领域的重要研究方向之一。

利用平面波展开法，对所设计的二维正方六边柱形光子晶体的带隙结构及其与介质柱的介电常数和占空比之间的关系，进行了较详细的分析和讨论，与以往有关的二维光子晶体相比，二维正方六边柱形光子晶体具有更优越的带隙结构，其te模的带隙数目多，且带隙较宽；完全带隙的数目较多，且宽度较大，是一种很有发展前景的新型结构的光子晶体。

【关键词】二维光子晶体；能带结构；完全带隙；平面波展开法引言光子晶体是由s.john[1]和e.yablonovich[2]等人于1987年提出来的一种新型光学材料，主要具有光子带隙、光子局域和超光子效应等三大特性。

光子带隙是光子晶体最根本的特性，光子晶体的许多应用都是基于这一特性。

影响光子晶体带隙的产生及大小的主要因素是其有效折射率neff，一般是通过改变光子晶体介质柱的形状和大小、介质柱及背景的介电常数等，来达到改变neff的目的。

从理论上设计和寻找具有更宽带隙的光子晶体结构，一直是该领域的重要研究方向之一，常用的研究方法主要有平面波展开法、时域有限差分法和矩阵分析法。

本文采用平面波展开法，对二维正方六边柱形光子晶体的带隙结构及其与介质柱的介电常数和占空比之间的关系，进行了较详细的分析和讨论，为二维正方六边柱形光子晶体的研究和设计打下了良好的基础。

1 平面波展开法平面波展开法是光子晶体能带计算中用得较早和最多的方法。

它是应用布洛赫定理，把电磁波及随空间变化的介电函数的倒格矢空间以平面波的形式叠加展开，将maxwell方程组化成一个本征方程，求解本征方程即可得到电磁波的本征频率，从而得出光子能带结构。

基于平面波展开法的思想，可以得出计算te模和tm模能带的本征方程[3]：这两个方程是计算光子晶体能带结构的基础。

ZnO基二维光子晶体的带隙研究

ＺＯ基二维光子晶体的带隙研究ｎ
梁毅，国艳，希峰董秦
（山东建筑大学理学院，山东济南２００）５１１摘要：用平面波展开法研究以ＺＯ为背景介质，ｎ由周期性排列的空气圆孔柱、圆孔柱和正方孔柱分别构成的椭三角晶格结构的光子晶体，计算在不同参数条件下光子晶体的能带曲线。研究结果表明，通过调控孔柱和晶格
子在晶体中的运动特性。像半导体一样，这种周期性材料的能谱具有能隙结构，称为光子能带或光子
带隙，振动频率在光子带隙内的电磁波沿光子晶体的任何方向都不能传播。光子带隙的存在使得光子
数目分为一维、二维和三维光子晶体。由于二维光子晶体相对于三维光子晶体较容易制备，Ｊ其用途
（ｃｏｌｆｃｎｅＳａｄｎｉｚｕＵｉｅｉ，ｉａ５１１Ｃｉ）Ｓｈｏｏｉｃ，ｈｎｏｇＪｎｈｎｒｔＪｎ２００，ｈｎＳｅａｖｓｙｎａ
ＡｓａｔＴｅｐｎａｅｅｐｎｉｎｍｔｏｓｄｔｓｄｅｐｏｎｃｃｙｔｓ（ｈｓｏｆｍｎｂｔｃ：ｈｌｅｗｖｘａｓｅｈｄｉｕｅｕｙｔｈｔｉｒｓｌＰＣ）ｃｎｏｉｇｒａｏｓｏｔｈｏａｒ
常数的大小，以改变光子晶体带隙位置和宽度；可对于所有ＺＯ基三角晶格结构空气孔二维光子晶体，Ｅ模比ｎＴ
ＴＭ模带隙更宽；正方空气孔柱光子晶体的带隙比圆柱和椭圆柱光子晶体的带隙要宽。关键词：ｎＺＯ光子晶体；面波展开法；平空气柱；晶格常数；隙带

二维复式晶格光子晶体能带特性研究的开题报告

二维复式晶格光子晶体能带特性研究的开题报告一、选题背景和意义光子晶体是一种新型的周期性微结构，具有诸多优异的光学特性。

可以通过光子晶体的带隙效应，控制光子在材料中的传播和反射，实现波导、滤波和光电器件等应用。

其中，二维复式晶格结构是一种常见的光子晶体结构，由于其具有周期性的晶格结构、高度的对称性和易于制备等特点，已经在光学器件、光子集成电路和量子信息技术等领域中得到广泛应用。

二、研究内容和方法本文主要研究二维复式晶格光子晶体中的能带结构和光学特性。

首先，采用三维傅里叶变换电磁场仿真软件，建立二维复式晶格结构，并求解其能带特征和光学响应。

其次，基于能带计算结果，探究二维复式晶格光子晶体的光学特性，包括反射、透射和衍射等方面。

最后，通过对比不同结构参数对能带结构和光学特性的影响，进一步分析二维复式晶格光子晶体的优化设计方案和应用前景。

三、研究意义和预期结果该研究可以为二维复式晶格光子晶体的设计和应用提供理论支持和实验指导。

通过研究光子晶体的能带结构和光学特性，可以深入了解光子晶体的本质特性和工作原理，为光学器件和光子集成电路的设计和制备提供技术支持和优化建议。

预计可以得到二维复式晶格光子晶体的能带结构和光学响应等重要参数，从而揭示其优异的光学特性，有望为光子晶体材料的应用和发展提供新的思路和方向。

四、科研计划和进度安排(1) 前期准备阶段：熟悉光子晶体基本理论和研究方法，建立二维复式晶格结构模型，开发仿真软件进行计算。

(2) 数值仿真计算阶段：进行二维复式晶格光子晶体的能带计算和光学响应仿真，获取其能带图像、反射率和透射率等参数。

(3) 分析和讨论阶段：分析不同参数对能带结构和光学特性的影响，讨论其优化设计方案和应用前景。

(4) 编写论文和撰写报告：撰写硕士论文，汇总研究结果，撰写开题报告和结题报告。

(5) 预计进度安排：前期阶段1-2个月，数值仿真计算阶段2-3个月，分析和讨论阶段1-2个月，编写论文和撰写报告阶段1-2个月。

《二维光子晶体环形腔波导特性分析》范文

《二维光子晶体环形腔波导特性分析》篇一一、引言随着光子晶体技术的发展，二维光子晶体因其独特的带隙特性和光子限制能力，在微纳光子器件中具有广泛的应用前景。

其中，环形腔波导作为一种特殊的光子晶体结构，在光学传感、光学滤波、光通信等许多领域都有着潜在的应用价值。

因此，本文对二维光子晶体环形腔波导的特性和行为进行详细分析，为进一步优化其性能和拓展其应用领域提供理论支持。

二、二维光子晶体环形腔波导的基本原理二维光子晶体是一种由周期性排列的介质和空气孔构成的微结构，其具有光子带隙特性，即特定频率范围内的光子无法在晶体中传播。

而环形腔波导则是将光子晶体中的介质和空气孔按照环形结构进行排列，形成一种具有特殊光学特性的波导结构。

在环形腔波导中，光波沿着环形路径传播，受到光子晶体的限制作用，形成了一种特殊的模式。

这种模式具有高Q值、小模体积、低损耗等优点，使得环形腔波导在微纳光子器件中具有很高的应用价值。

三、二维光子晶体环形腔波导的特性分析1. 模式特性：环形腔波导具有多种模式，不同模式的传播特性不同。

在分析过程中，我们关注了基模的传播特性，通过数值模拟和理论计算，得出了基模的传播常数、场分布等关键参数。

同时，我们还对高阶模式的传播特性进行了初步研究。

2. 传输特性：传输特性是环形腔波导的重要参数之一。

我们通过模拟和实验方法，对环形腔波导的传输损耗、插入损耗等关键参数进行了测量和分析。

结果表明，环形腔波导具有低损耗、高效率的传输特性。

3. 调制特性：基于环形腔波导的高Q值和小模体积特性，我们研究了其在光调制方面的应用。

通过理论分析和实验验证，我们发现环形腔波导具有快速响应、低功耗的调制特性，为其在光通信和光学传感等领域的应用提供了可能。

4. 温度特性：温度对环形腔波导的性能有着重要影响。

我们研究了温度变化对环形腔波导的传输特性、模式特性和调制特性的影响。

结果表明，在一定温度范围内，环形腔波导的性能保持稳定，具有较好的温度稳定性。

二维光子晶体及耦合器特性研究的开题报告

二维光子晶体及耦合器特性研究的开题报告一、研究背景和意义近年来，随着移动通讯、光通讯和计算机等电子设备的不断发展，尤其是随着人们对光通信速率的不断追求，单纯依靠光纤来承载信息的光通讯方案已经不能满足需求了，需要新的解决方案来提升光通信速率和传输距离。

在这样的背景下，二维光子晶体和耦合器作为新型光电子设备应运而生。

二维光子晶体是由正六边形等间隔排列的光子晶体单元构成的材料，具有光子禁带效应和高品质因子等优良光学特性，可以应用于光通信中光放大器、滤光器等光学器件的制造中，从而提高光通信的速度和传输距离。

耦合器是将两个或多个波导器件通过一定的结构耦合在一起，从而实现波导之间的光学能量交换和光路切换等功能。

与传统的光学器件相比，耦合器具有连接方式灵活、小型化、低损耗等优点，可以大大提高光通讯的可靠性和智能化程度。

因此，对二维光子晶体和耦合器的研究具有重要的科学意义和应用价值。

二、研究内容和方法本文主要研究二维光子晶体和耦合器的特性及其在光通信中的应用。

具体内容包括以下几个方面：1. 二维光子晶体的制备和光学特性研究。

采用自组装等方法制备二维光子晶体，利用光学测量技术对其禁带带宽、品质因子等光学特性进行研究。

2. 设计并制备基于二维光子晶体的光通信器件。

基于二维光子晶体的光通信器件包括滤波器、放大器等，本文将设计并制备这些器件，并对其光学特性进行测试和分析。

3. 耦合器的设计和制备。

本文将设计和制备基于三级耦合器的光通信器件，主要包括上面和下面的波导器件，并分别研究它们的光学特性及相互之间的耦合效应。

4. 耦合器在光通信中的应用。

本文将利用所制备的耦合器实现不同波长的光路切换和能量交换，并研究它们在光通信中的应用效果。

本文研究的方法主要包括光学测量、自组装等技术以及计算机模拟分析等。

三、研究目标和意义本文的研究目标是深入探究二维光子晶体和耦合器的特性和应用，以期在光通信领域提出新的解决方案和思路。

具体来讲，本研究的目标包括以下几点：1. 研究二维光子晶体的光学特性，探索其在光通信领域的应用。

《二维光子晶体生物传感器光谱特性分析》范文

《二维光子晶体生物传感器光谱特性分析》篇一一、引言随着科技的进步，生物传感器在医疗、环境监测、食品安全等领域的应用越来越广泛。

其中，二维光子晶体生物传感器以其独特的光学特性和高灵敏度在生物检测领域备受关注。

本文将针对二维光子晶体生物传感器的光谱特性进行分析，以期望对其在生物传感中的应用提供理论基础。

二、二维光子晶体的基本概念与结构二维光子晶体是一种具有周期性介电结构的材料，其独特的结构导致光子在其内部传播时具有特定的运动规律。

其基本结构由许多周期性排列的介质柱组成，这些介质柱之间的间距与光波长相当，从而形成光子带隙。

这种结构使得二维光子晶体具有独特的光学特性，如高反射性、光子限制等。

三、二维光子晶体生物传感器的光谱特性（一）高灵敏度二维光子晶体生物传感器的高灵敏度主要源于其独特的光子带隙结构。

当生物分子与传感器表面的介质柱相互作用时，会引发局部光子态密度的变化，这种变化可以被传感器精确地检测到，从而实现高灵敏度的生物检测。

（二）高分辨率光谱响应二维光子晶体生物传感器的光谱响应具有高分辨率的特点。

由于光子带隙的存在，传感器只对特定波长的光产生响应，从而使得传感器能够精确地检测生物分子的吸收、发射等光谱特性。

（三）良好的稳定性与重复性二维光子晶体生物传感器的光谱特性具有良好的稳定性和重复性。

这种特性主要得益于其周期性介电结构的稳定性，以及光子在其内部传播的规律性。

这使得传感器在多次使用后仍能保持其光谱特性的稳定性和一致性。

四、光谱特性分析方法为了更深入地了解二维光子晶体生物传感器的光谱特性，我们采用了多种分析方法。

包括光谱响应曲线分析、光谱分辨率测试、稳定性与重复性实验等。

通过这些分析方法，我们能够更准确地了解传感器的性能和特点。

五、实验结果与分析（一）光谱响应曲线分析通过光谱响应曲线分析，我们发现二维光子晶体生物传感器对不同波长的光具有不同的响应。

这种响应与生物分子的吸收、发射光谱相匹配，从而使得传感器能够精确地检测生物分子的存在和浓度。

柱体截面不同三角晶格二维光子晶体完全带隙的研究

Ｋｅｗｏｄ：ｔｙｒｓｗｏ — ｄｍｅｓｏａｐｏｏｉｃｙｔｌｔｉｎｕａｓｕｔｒ；ｃｍｐｅｅａｄｇｐｐａｅａｅｉｎｉｎｌｈｔｎｃｒｓ；ｒｇｌｒｔｃｕｅａａｒｏｌｔｂｎａ；ｌｎｗｖ
ＬＡＯＸｉｇｚａＬＮＳａ — ｕｎＺＩｎ — ｈｎ，Ｉｈｏｇａｇ，ＨＡＮＧＧｕ— ｈｎｉｕｃ
（ｅａｔｅｔｆｌｔｍｃａｉａＥｇｎｅｎ，ｉａｇＶｃｔｎｅｈｏｇｏｅｅＪｙｎ２００ＣｉａＤｐｒｎｏＥｅｒｅｈｎｃｌｎｉｅｒｇＪｙｎｏａｏａＴｃｎｌｙＣｌｇ，ｅａｇ５２０，ｈ）ｍｃｏｉｅｉｌｏｌｉｎ
廖兴展，少光，林张桂春
（阳职业技术学院机电系，东揭阳５２０揭广２００）
摘要：采用平面波展开法（ＷＭ）研究以ＧＰ，ｅ为背景的空气柱构成的三角形结构二维光子晶体
的带隙结构，考虑空气柱截面为圆形和六边形２种情况．结果表明：在介电常数和晶格常数不变
Ａｂｓｒｃ：Ｔｈａｄａｔｕｔｒｆｔｔａｔｅｂｎｇｐｓｒｃｕｅｏｗｏ—ｄｍｅｓｏａｒａｇｌｒｓｒｃｕｅｐｏｏｉｒｓａｏｏｅｆａｒｒｄｎｉｎｉｎｌｔｉｎｕａｔｕｔｒｈｔｎｃｃｙｔｌｃｍｐｓｄｏｉｏｓｉＧｅ—ｄｅｅｔｉｓｃｌｕａｅｔｈａｖｘａｓｏｔｏ．Ｗｉｈｉｃｌｒｓｃｉｎｐｌｎｈｅａｏａｉｌｃｒｃｉａｃｌｔｄｗｉｈｔｅｐｌｎｗａｅｅｐｎｉｎｍｅｈｄｔｔｅｃｒｕａｅｔｏｏｅａｄｔｅｈｘｇｎｌｈｓｃｉｎｐｌａｅｎｏｃｎｉｅａｉｎ，ｔｅｒｓｌｓｉｄｃｔｈｔｔｅｆｒｒｓｒｃｕｅｉｅｓｏｆｒｔｅｃｍｐｅｅｅｔｏｏｅｔｋｎｉｔｏｓｄｒｔｏｈｅｕｔｎｉａｅｔａｈｏｍｅｔｔｒｓａｙｔｏｍｈｏｌｔｕｂｎｇｐｔａｈａｔｒｉａｅｏｘｄｅｓｉｉｌｃｒｃｃｎｔｎｎｒｓａａｔｃｏｓａｔａｄｔｅｓｚｆｔｅａｄａｈｎｔｅｌｔｎｃｓｆｆｅｎｓｎｄｅｅｔｉｏｓａｔａｄｃｔｌｌｔｉｅｃｎｔｎ，ｎｈｉｅｏｈｅｉｙｃｍｐｅｅｂａｄａｎｄｔａｆｔｅｒｌｔｅｃｍｐｅｅｂｎｇｐａｅａｓａｇｒＴｅｒｓｌｓａｓｈｗｈｔｔｅｓｚｆｏｌｔｎｇｐａｈｔｏｈｅａｉｏｌｔａｄａｒｌｏｌｒｅ．ｈｅｕｔｌｏｓｏｔａｉｅｏｖｈｔｅｃｍｐｅｅｂｎａｎｔｅｆｒｅｔｕｔｒｓａｍｏｔ２．ｉｓａａｇｓｔｅｌｔｒａｄｔｉｅｏｈｅａｉｅｈｏｌｔａｄｇｐｉｈｏｍｒｓｒｃｕｅｉｌｓ４ｔｍｅｓｌｒｅａｈａｔｎｈｅｓｚｆｔｅｒｌｔｅｖｃｍｐｌｔａｄａｓ４ｔｓａａｇｓｔｅｌｔｒｏｅｅｂｎｇｐｉｉｓｌｒｅａｈａｔ．ｍｅｅ

二维光子晶体的完全带隙

二维光子晶体的完全带隙刘光裕;宁永强;张立森;王伟;孙艳芳;秦莉;刘云;王立军【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2011(032)002【摘要】为了研究二维光子晶体完全带隙的规律,采用平面波展开法模拟了4种结构二维光子晶体,在固定光子晶体周期常数a的情况下,研究完全带隙随柱半径r的变化规律.研究发现,六角晶格空气孔型光子晶体的完全带隙出现在r=0.42～0.50μm的范围,最大带隙宽度△ω1=0.08(ωa/2πc);方形晶格空气柱型光子晶体在r=0.47～0.50μm范围内存在完全带隙,带隙宽度△ω2=0.02(ωa/2πc).完全带隙中心频率随r的增加而增加.六角周期和方形周期的GaAs介质柱型光子晶体不存在完全带隙.【总页数】5页(P169-173)【作者】刘光裕;宁永强;张立森;王伟;孙艳芳;秦莉;刘云;王立军【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室,吉林长春130033;中国科学院研究生院,北京100039;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室,吉林长春130033;中国科学院研究生院,北京100039;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室,吉林长春130033;中国科学院研究生院,北京100039;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室,吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】O431.1【相关文献】1.结构参数对二维光子晶体完全带隙影响分析 [J], 余建立;许明坤2.利用复式原胞实现二维光子晶体中的完全带隙 [J], 冯志芳;王义全;张道中;程丙英;郝伟;江少林3.柱体截面不同三角晶格二维光子晶体完全带隙的研究 [J], 廖兴展;林少光;张桂春4.结构参数对二维光子晶体完全带隙影响分析 [J], 余建立;许明坤5.结构参数对二维光子晶体完全带隙影响的研究 [J], 高素娟;彭伟;陈鹤鸣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

蜂窝晶格和Kagomé晶格二维光子晶体带隙特性研究

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

复合型二维光子晶体的带隙展宽特性

中文核心期刊复合型二维光子晶体的带隙展宽特性王身云１，刘少斌２，杨建平３（１．南昌大学物理系，南昌３３００３１；２．南京航空航天大学信息科学与技术学院，南京２１００１６；３．湖北民族学院物理系，湖北恩施４４５０００）摘要：选用时域有限分方法（ＦＤＴＤ）分析光子晶体带隙结构。

选择两种不同晶格常数的二维光子晶体构成复合型二维光子晶体，计算了复合型光子晶体和组合光子晶体在近红外频段的带隙结构，结果表明，复合型二维光子晶体在近红外波频段的禁带宽度明显大于组合光子晶体禁带宽度。

通过改变复合光子晶体的介电常数，实现其禁带向高频区或低频区移动。

关键词：复合型光子晶体；带隙结构；时域有限差分方法中图分类号：Ｏ４３１文献标识码：ＡＢａｎｄｇａｐｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅ－ｐｈｏｔｏｎｉｃ－ｃｒｙｓｔａｌｓＷＡＮＧＳｈｅｎ－ｙｕｎ１，ＬＩＵＳｈａｏ－ｂｉｎ２，ＹＡＮＧＪｉａｎ－Ｐｉｎｇ３（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｐｈｙｓｉｃｓ，ＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ＆Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ；３．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｐｈｙｓｉｃｓ，ＨｕｂｅｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅＦｏｒＮａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，ＥｎｓｈｉＨｕｂｅｉ４４５０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂａｎｄｇａｐｓｏｆｔｒｉａｎｇｕｌａｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅ－ｐｈｏｔｏｎｉｃ－ｃｒｙｓｔａｌｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙＦＤＴＤｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｔｗｏ－ｄｉ－ｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅ－ｐｈｏｔｏｎｉｃ－ｃｒｙｓｔａｌｓａｒｅｆｏｒｍｅｄｗｉｔｈｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｒｙｓｔａｌｃｏｎｓｔａｎｔｓ．Ｗｅｃａｃｕｌａｔｅｄｔｈｅｂａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅ－ｐｈｏｔｏｎｉｃ－ｃｒｙｓｔａｌａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｈｏｔｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｂａｎｄｇａｐｓａｒｅｗｉｄｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｂｏｔｈｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｈｏｔｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｓａｔｎｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄｗａｖｅ．Ｔｈｅｎｗｅｃａｎｓｅｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉ－ｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔｏｆｐｈｏｔｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｔｏｒｅｍｏｖｅｔｈｅｂａｎｄｇａｐｓｔｏｗａｒｄｓｈｉｇｈ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｇｉｏｎｏｒｌｏｗ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｇｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ－ｐｈｏｔｏｎｉｃ－ｃｒｙｓｔａｌｓ；ｂａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ＦＤＴＤｍｅｔｈｏｄ１引言光子晶体是在１９８７年分别由Ｙａｂｌｏｎｏｖｉｔｃｈ和Ｊｏｈｎ等人提出来的，因其具有控制光子的流动能力而备受关注。

二维、三维光子晶体能带结构研究的开题报告

二维、三维光子晶体能带结构研究的开题报告一、题目二维、三维光子晶体能带结构研究二、研究内容光子晶体是一种具有周期性空间结构的材料，其中电磁波的传播受到阻止或者限制。

光子晶体体系的带隙结构是其最为重要的性质之一，其大小、形状等决定了材料的光电性质。

本研究将主要从以下几个方面进行探究：1. 介绍光子晶体的基本概念，包括二维和三维光子晶体的形成机理、制备方法等。

2. 利用光学仿真软件计算出二维和三维光子晶体的能带结构，分析能带的大小、形状、带隙宽度等特征，比较不同材料、不同结构光子晶体的能带特征。

3. 对二维和三维光子晶体的光电性质进行分析，包括透明度、色散、自发辐射、光导、光子晶体激光等，探究其在光学通信、传感、光电子学等领域的潜在应用。

4. 根据所得到的结果，提出进一步的研究方向和应用前景。

三、研究意义光子晶体具有周期性空间结构，具有特殊的光学性质和调制光波的能力，被广泛应用于光学器件、光通信、光电子学及传感等领域。

而光子晶体带隙结构及其对应的能带特征则是其光学性质的关键因素。

因此，对光子晶体的能带结构进行探究，对于深入了解其光学性质、优化其性能具有重要意义。

四、研究方法1. 理论计算：使用光学仿真软件建立二维和三维光子晶体模型，计算其能带结构。

2. 材料制备：使用材料制备技术制备二维和三维光子晶体样品。

3. 测量光学性质：利用光学实验设备测量相应的光学性质，比较模拟计算结果与实验结果之间的差异。

五、预期结果本研究通过分析光子晶体的能带结构，深入探究光子晶体的光学性质以及应用前景，预计能够得到以下几个方面的研究结果：1. 分析二维和三维光子晶体的能带结构，获取其带隙特征参数。

2. 对不同材料、不同结构光子晶体的能带结构进行比较，分析不同参数对光子晶体带隙结构的影响。

3. 探究二维和三维光子晶体的光电性质及其应用前景。

4. 提出光子晶体的进一步研究方向。

用两种方法研究二维光子晶体的带隙结构

用两种方法研究二维光子晶体的带隙结构刘继平，张晓茹，刘晗，杨涪铨，潘庆，吴向尧（吉林师范大学物理学院，吉林四平136000）摘要：用平面波展开法和COMSOL Multiphysics 软件基于有限元法计算同一参数下二维常规和函数光子晶体的带隙结构，比较两种计算方法得到带隙结构的差距，给出了用平面波展开法计算二维常规和函数光子晶体能带的基本推导过程，也对有限元法的基本思想做了介绍。

通过对比，给出了两种计算方法各自的优点和适用条件，这将为进一步研究光子晶体奠定基础。

关键词：二维光子晶体；带隙结构；平面波展开法；COMSOLDOI ：10.13757/34-1328/n.2019.02.004中图分类号：O411.3文献标识码：A 文章编号：1007-4260(2019)02-0017-04Study on Bandgap Structure of Two-dimensional Photonic Crystals by Two MethodsLIU Jiping,ZHANG Xiaoru,LIU Han,YANG Fuquan,PAN Qing,WU Xiangyao(Department of Physics,Jilin Normal University,Siping 136000,China)Abstract:Using the plane wave expansion method and COMSOL Multiphysics software based on finite element methodto calculate the bandgap structure of two-dimensional conventional and function photonic crystals with the same parameters.Study on the difference of bandgap structure obtained by two methods.At the same time,the basic derivation process of calcu-lating two-dimensional conventional and function photonic crystals bandgap with plane wave expansion method is given,andthe basic idea of finite element method is also introduced.By comparison,the advantages and applicable conditions of the twocalculation methods are given,which will provide a basis for further research on photonic crystals.Key words:two-dimensional photonic crystals;bandgap structure;plane wave expansion method;COMSOL1987年Yablonovitch 和John 两人分别独立提出光子晶体的概念[1-2]。

二维光子晶体禁带特性及其应用研究的开题报告

二维光子晶体禁带特性及其应用研究的开题报告一、课题背景随着信息技术的迅速发展，人们需要更高速、更精确的通信和数据传输方式。

光子学作为一门新兴的学科，为此提供了新的解决方案。

而光子晶体则是光子学领域中的一种新颖材料，能够通过控制光线的传播方向、频率和极化等参数，实现光信号的高效控制与传输。

与传统材料不同的是，光子晶体的禁带宽度可以被调制，调制范围从几纳米到数百纳米不等，这使得光子晶体在通讯、传感和光电器件中具有广泛的应用前景。

尤其是二维光子晶体，在研究过程中表现出独特的性质和广泛的应用领域。

二维光子晶体材料通过三维光子晶体投影法制备而成，具有良好的平面结构和周期性，可用于制备微纳米结构光学器件、传感器和光子晶体纳米激光等。

但其中最受人关注的是它们在光学中禁带性质的研究，二维光子晶体具有重要的禁带调制特性，通过调整禁带特性可以满足不同光学器件的要求，因此禁带特性的研究是二维光子晶体材料基础研究和应用开发的关键。

二、研究目的本文将以二维光子晶体禁带特性为研究目标，通过模拟和实验方法，研究二维光子晶体材料的禁带特性，探讨其机理，为其进一步的应用开发提供理论和实践基础。

三、研究内容1. 二维光子晶体制备二维光子晶体的制备是研究的基础，本文将采用自组装法制备二维光子晶体，并对其进行结构特性的表征。

2. 二维光子晶体禁带模拟分析采用有限元方法，模拟分析二维光子晶体的禁带特性和其与材料结构参数的关系，探讨禁带调制的机理和方法。

3. 二维光子晶体禁带实验研究对制备的二维光子晶体样品进行禁带实验研究，测定禁带宽度和中心频率，分析实验结果，并与模拟分析结果进行比对，验证模拟结果的准确性。

四、研究意义本研究探讨了二维光子晶体材料的禁带特性，基于模拟和实验结果的分析，我们可以更好地理解二维光子晶体的禁带特性机理，为其在通讯、传感和光电器件中的应用提供实用的理论和实践基础。

此外，本研究中所采用的有限元方法也可为其他光子晶体材料的禁带特性研究提供参考。