波导宽度及入射光频率与光子晶体中负折射现象的关系

摘要

光子晶体中各参数的改变会引起光子能带结构的变化，进而改变光在光子晶体中的传播情况。本论文以硅(n=3.42)的圆形介质柱在空气中组成二维六边形排列结构的光子晶体棱镜为例，利用平面波展开法(PWE)和时域有限差分法(FDTD)并结合模拟仿真主要研究了光子晶体波导宽度及入射光频率与光子晶体中负折射现象的关系。首次得到了如下规律：1、光子晶体中，随着波导宽度的增大，可产生负折射现象的入射光频率的变化情况。2、同一光子晶体中，在可产生较明显负折射现象的入射光频率范围内，折射光的偏转角度随入射光频率的变化情况，也就是负折射率的绝对值随入射光频率的变化情况。3、在同一入射光频率下，随着波导宽度的增大，若能产生负折射现象，则相应的负折射率的变化情况。论文所得的规律为进一步在实验上研究负折射率材料及利用负折射率材料实现超棱镜现象提供了理论依据。