构建了棋盘复式晶格介质环型光子晶体结构,采用平面波展开法对该结构的完全带隙宽度及结构参量进行了优化。研究结果表明,在优化参数下,完全带隙宽度的最大值为0.160,带隙率可达30.59%。该结构的大完全带隙具有很好的稳定性。

THz(太赫兹)通信在高速、超宽带的无线接入网中有着重要的应用.THz光开关是THz通信的关键器件之一,对其进行研究具有重要意义.文章设计了一种新型的基于复式晶格光子晶体的多波长THz光开关,它能够有效地实现四波长THz波的开、关控制.利用RSOFT软件中的FDTD(有限差分时域)方法进行了仿真,结果表明,该开关的消光比达40 dB,插入损耗为0.109 dB,开关速率为5.55 GHz,在未来无线光通信方面有着重要的应用潜力.

THz波调制器是太赫兹波通信系统中的关键器件之一。提出了一种基于复式晶格光子晶体直接耦合结构的双波长THz波调制器。该调制器通过在一个点缺陷中引入非线性材料 GaAs (砷化镓)，可实现仅通过一个点缺陷对双波长THz波的光控调制。仿真结果表明: 当两个不同的THz波入射时，调制器插入损耗小、消光比高、调制速率快。与同类侧耦合结构调制器相比，该调制器具有更高的消光比。

为了获得较大的完全带隙，采用平面波展开法对2维光子晶体的带隙结构进行计算,通过栅格结构连接方形硅介质柱对正方晶格的带隙结构进行优化。在适当调整介质柱宽度和栅格宽度后，所构成的复式结构获得了较大的完全带隙。结果表明,在正方晶格结构的情况下，只有方形硅介质柱且其宽度为0.5a(a为晶格常数)时，仅存在TE模的带隙；只有同周期硅介质栅格结构且栅格宽度为0.22a时，仅存在TM模的带隙；复式结构的情况下，适当调整介质柱宽度w和栅格宽度d，在w=0.5a和d=0.05a时，可以获得较大的完全带隙，其宽度为0.0417ωe(ωe为中心频率)；在w不变时，随着d的变化，在0.04a~0.11a出现完全带隙；在d不变时，随着w的变化，在0.42a~0.76a出现完全带隙；在4~36的范围内调整介电常数，在8.41~36之间能够出现不同宽度的完全带隙。这些结果对2维光子晶体的制作和应用是很有帮助的。

提出了一种具有完全带隙的二维复式晶格光子晶体，该晶体是在二维正方形格子中，旋转截面为正方形的柱子，同时在每个原胞中心引入圆形截面的柱子而形成的，并在其中引入点缺陷。运用平面波展开法并结合超晶胞理论分析此缺陷态光子晶体的频率特性。仿真结果表明，通过调节缺陷的尺寸、角度等结构参量，可以改变缺陷态频率的位置，使TE和TM模缺陷态频率一致，TE模和TM模同时谐振，处于缺陷态频率的入射光就能够完全耦合进点缺陷,具有较高的耦合效率。这种结构的复式晶格完全带隙光子晶体为制作完全带隙光子晶体谐振腔提供了理论基础。

提出了一种复武晶格光子晶体光纤,通过向传统正方形格子空气孔光子晶体光纤中引入半径相同但折射率为负的介质柱,构成两种正负折射率介质柱嵌套的周期性排列结构.用平面波法分析这种光纤的光子带隙,仿真结果表明:与传统的正方形格子空气孔光子晶体光纤相比,当R/A=0.35,衬底折射率nb=1.30,空气孔折射率na=1.0,介质柱折射率nc=-1.0时,这种光纤可以实现光子带隙效应导光;当品格常数A的范围为1.5～3.0μm时,传输波长范围为880～2 300 nm.

由一个正方介质柱和两个圆介质柱构造一个二维正方复式晶格的光子晶体.应用平面波展开的方法研究了光波在其中的传播规律.通过调节介质柱几何尺寸和介电常数,该结构产生了完全光子带隙.

为产生光子晶体完全光子带隙,在二维正方晶格的介质柱中心构造一个空气柱孔缺陷,应用平面波展开的方法研究了光波在其中的传播规律,发现在特定的结构参数条件下,该结构产生了完全光子带隙,从而找到了在简单晶格结构条件下实现完全光子带隙的方法.

以二维复式晶格作为有限系统的集团模型,利用紧束缚近似,在考虑链间耦合及链端效应的情况下,计算了格点数分别为16、32、64、128时π电子在最近邻及次近邻跳跃集团的能谱和态密度.讨论了不同格点数和结构参数对态密度及带宽的影响.

以二维复式晶格作为有限系统的集团模型,在紧束缚近似下,计算了π电子在最近邻及次近邻跳跃集团的态密度.讨论了不同结构参数对态密度及带宽的影响.