基于磁光效應(yīng)的光子晶體非互易傳輸?shù)难芯?pdf

1、光子晶體是具有光子帶隙的人工超材料。在光子晶體中插入磁性材料可以在帶隙中產(chǎn)生允許光通過(guò)的缺陷模，磁性材料在磁光效應(yīng)的作用下，將破壞系統(tǒng)的時(shí)間反演對(duì)稱性。同時(shí)，利用結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性破壞空間反演對(duì)稱，可以實(shí)現(xiàn)光在光子晶體中非互易性傳輸或吸收。
　　本文使用傳輸矩陣法對(duì)光子晶體進(jìn)行理論分析，由于磁性材料在佛克脫效應(yīng)下的介電常數(shù)為張量，與傳統(tǒng)的傳輸矩陣法在計(jì)算時(shí)存在差異，所以本文基于麥克斯韋方程組對(duì)傳輸矩陣重新進(jìn)行了推導(dǎo)，并且研究了插入磁性

2、材料的光子晶體傳輸特性。
　　為了實(shí)現(xiàn)光的非互易性傳輸，本文基于兩個(gè)不對(duì)稱的金屬磁性材料缺陷層，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的一維光子晶體光隔離器。在用改進(jìn)的傳輸矩陣法對(duì)結(jié)構(gòu)模型計(jì)算后，基于MATLAB軟件編程模擬研究了其傳輸光譜。分析了光隔離器的傳輸特性隨入射角度、外加磁場(chǎng)和金屬磁性材料層厚度的變化規(guī)律。結(jié)果表明，在入射角較小時(shí)，光隔離器的非互易效果不明顯，隨著入射角的不斷增大，非互易效果不斷增強(qiáng)并有最大值。改變外加磁場(chǎng)和缺陷層厚度時(shí)，非互易

3、效果也有相似的變化規(guī)律。另外，通過(guò)改變結(jié)構(gòu)的參數(shù)和外部條件可以調(diào)節(jié)非互易性諧振通道的位置。
　　在此基礎(chǔ)上，本文在光子晶體中插入磁性材料和金屬材料，設(shè)計(jì)了具有單向吸收特性的電磁波吸收器。利用磁光效應(yīng)達(dá)到單向吸收的目的，同時(shí)加強(qiáng)金屬層的吸收效果。分別計(jì)算了對(duì)稱結(jié)構(gòu)和非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的吸收光譜，分析了非對(duì)稱結(jié)構(gòu)具有單向吸收特性的原因。然后研究了吸收器的吸收特性與金屬缺陷層的關(guān)系。結(jié)果表明吸收效率隨金屬層厚度的增大而增強(qiáng)，且在金屬層厚度變化的