【摘要】：求解周期性结构的光子带隙是研究其电磁性质的基本方法,即求解特定波矢的本征值问题,比较常用的方法有FDTD算法和平面波展开法[3]。PWE算法以布洛赫定理为基础,先对某一入射波矢k用平面波的方式展开,然后将麦克斯韦方程组化为一个本征方程组,进而求解k的一系列频率本征值。在求解光子带隙时,只需要给出周期结构的重复单元即可。位于各条色散关系曲线之间,没有特征波矢与之对应的频段就是光子带隙。
求解周期性结构的光子带隙是研究其电磁性质的基本方法,即求解特定波矢的本征值问题,比较常用的方法有FDTD算法和平面波展开法(Plane Wave Expansion Method,PWE算法)[3]。PWE算法以布洛赫定理为基础,先对某一入射波矢k用平面波的方式展开,然后将麦克斯韦方程组化为一个本征方程组,进而求解k的一系列频率本征值。相比于FDTD算法,PWE算法更加精确和高效。
在求解光子带隙时,只需要给出周期结构的重复单元即可。为了避免计算边界处网格划分、材料突变引起的计算误差,一般将结构继续向外延伸,使其略大于计算区域。有些仿真软件(如Rsoft软件的Bandsolve模块)在计算光子带隙时会计算出结构在k空间内所有的色散关系曲线,这时只需要正确地判定结构的晶胞类型,合理地划定第一布里渊区即可。如果只关心沿某一传播方向的传输带隙,则需要在这个方向设置弗洛奎特周期性边界条件,其他边界则根据所求物理模型的不同而分别设置。从0到πrad对弗洛奎特周期性边界条件的相位进行扫描,分别计算各种相位下的特征频率,就可以得到结构沿该方向传播时的色散关系曲线。位于各条色散关系曲线之间,没有特征波矢与之对应的频段就是光子带隙。(www.xing528.com)
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
