一维非线性双原子链晶格振动的色散关系

在小振动情况下,讨论非简谐项对一维双原子链晶格振动色散关系的影响;对于三次方在位非线性力的作用,得到一维双原子非线性链晶格振动的色散关系,分析了光频支和声频支色散关系在非线性作用下的变化;色散关系的频隙在非线性力的作用下发生变化,且频隙的位置将降低（非线性系数为正）或升高（非线性系数为负）。     

材料色散对一维光子晶体带隙的影响研究

运用传输矩阵方法研究了材料色散对传统周期结构一维光子晶体光子带隙的影响.计算结果表明,考虑色散后,光子带隙既可能变窄也可能增宽,既可能发生红移也可能发生蓝移.光子带隙的改变与色散材料的色散强度、谐振频率及2介质材料折射率差的改变相关.色散强度越大对光子带隙的影响也越大.一般来说,若考虑色散后两介质材料的折射率差增大,则...     

二维双原子正方晶格振动的色散关系

利用晶格动力学理论推导了二维双原子正方晶格振动的色散关系表达式,得到第一布里渊区中沿Γ-X、Γ-M和X-M 3种对称方向的声子色散曲线,每一对称方向有四支格波,即两支声学波和两支光学波.讨论了原子质量和次近邻原子间作用对色散关系的影响,结果表明:当两原子质量相等时,3个对称方向的声学波与光学波间无频隙;当两原子质量不等时,声学波与光学波间出现频隙.计及次近邻原子间作用,对Γ点声子频率的大小和简并不影响,两声学模频率为零、两光学模频率简并;对X点声子频率的简并也无影响,但相应频率增大;使M点声子频率的简并度降低,高频声学和光学声子的频率增大,而低频声学和光学声子的频率不变;沿Γ-X方向四支格波仍是非简并的,对应的频率增大,但都表现出色散性;沿Γ-M和X-M方向简并格波的简并度消失,除Γ-M方向低频声学支和光学支频率不变之外,其他格波声子的频率都增大,并且四支格波都表现出色散性.     

计及所有长程库仑作用一维双原子链晶格振动的色散关系

在简谐近似和周期性边界条件下,推导考虑所有原子长程库仑作用一维双原子链晶格振动的色散关系.分析讨论长程库仑作用对色散关系的影响,结果表明:随着长程库仑作用的增强,晶格振动模的频率不断减小、色散关系的频隙逐渐变窄直到消失,并且光学支渐渐深陷入声学支中,最终导致光学支在布里渊区中心的最高频率挪到极低频处.     

含色散特性的负折射材料的一维光子晶体偏振特性的研究

研究了一种含色散特性的负折射材料的一维光子晶体的缺陷模特性,分别研究了TE波和TM波的带隙结构,研究表明,两种模的带隙特性随入射角的变化而变化,高频部分的带隙变化很大,为色散特性的负折射材料在实际中的应用提供了理论指导.     

多近邻作用下具有在位势的一维双原子链晶格振动的色散关系

考虑原子间长程库仑相互作用,求解了具有在位势的一维双原子链晶格振动运动方程组,得到了色散关系并作了简要讨论,发现多近邻作用下在位势对禁带宽度,频隙,高频支顶在布里渊区的位置等因素的影响具有不同于最近邻模型的新特征。     

金属电磁带隙波导色散特性分析

建立了紧凑格式二维时域有限差分法(CFDTD)模型,利用二维网格划分计算三维传播问题,简化了计算量.提出了一种纵向均匀的中心缺陷型六角晶格金属电磁带隙波导结构.利用CFDTD仿真该金属电磁带隙波导,获得该结构的基模场分布及频率.改变纵向传播常数,得到对应的基模频率以及色散特性,计算结果表明色散特性满足电磁带隙的缩放特性.测量该波导在11～15 GHz以内的传输率, 12 GHz附近的波导波长和色散曲线,仿真结果与测量值误差在5%以内.     

斜入射时二维空气孔结构三角形光子晶体的带隙结构

利用平面波展开法推导出光在光子晶体中传播时本征方程的矩阵表达形式,数值求解计算了圆形空气孔结构的正方形光子晶体和三角形结构光子晶体在正入射时的色散曲线及三角形结构光子晶体在斜入射时的色散曲线.这些研究结果对设计和制作光子晶体功能器件具有指导意义和应用价值.计算弁析发现,与正方形结构光子晶体类似,对于二维三角形结构光子晶体,正入射时E波和H波在<10>方向和<11>方向也都会出现带隙,但是带隙宽度比对应的正方形结构的宽许多.二维三角形结构光子晶体在斜入射时,三角形结构光子晶体的色散曲线随着入射角的增大而上升,带隙中心频率也随之增大,但带隙的宽度却随之减小,直至消失.本文研究了斜入射情况下三角形光子晶体的带隙结构和色散特性,所得结论对设计和制作光子晶体功能器件有重要的指导意义和应用价值.     

二维声子晶体色散关系的大尺度晶格动力学计算

提出了一种计算大尺度原胞的晶格动力学方法,对光滑硅薄膜的声子色散关系进行了检验.在不考虑声子区域折叠效应的条件下,通过比较超原胞和单原胞模型计算的声子色散关系,证实了所提方法的正确性.运用该方法研究了二维孔状硅声子晶体的色散关系.进一步研究了硅声子晶体色散关系与气孔率和膜厚的关系,结果发现,与相同厚度的光滑硅薄膜相比,孔的存在降低了三支声学的声子群速度;随着气孔率的增加,声子群速度快速降低;而增加薄膜厚度主要增加了法向声子群速度.     

单壁磁性纳米管的自旋波谱

利用量子统计理论的多体格林函数方法计算了单壁磁性纳米管的自旋波的色散关系.Armchair型纳米管的自旋波谱只有一支,这一支有int(m/2+1)条色散曲线.当q1a+q2a=2π时,自旋波能量是简并的.当纳米管的管径m(亦即圆周方向上的格点数)一定时,自旋波能量曲线随温度的升高而降低.Zigzag型磁纳米管的自旋波谱分为两支:ω1支和ω2支.每一支都有m条色散曲线.当q1b+q2b=π时,自旋波能量是简并的.自旋波能量简并在物理上是由对称性所致.     

基于介电函数实验值拟合对一维光子晶体能带结构的分析与讨论

使用与在宽波段范围内TiO2,SiO2介电函数相似的指数型函数,利用数值拟合方法,给出了与实验介电函数值完全吻合的色散关系;将其直接应用于平面波展开法,计算分析了一维TiO2/SiO2色散光子晶体能带结构.与常规平面波展开法的计算结果对照发现,由两种方法分别计算得到的能带结构中均有两个较宽的光子带隙,但两者的带宽和位置...     

掺杂对ZnO半导体薄膜光学性能的影响

以掺杂氧化锌(ZnO)陶瓷靶为溅射源材料,采用射频磁控溅射技术在石英玻璃衬底上制备了掺杂ZnO系列半导体薄膜样品.利用紫外-可见分光光度计测量了薄膜的透射光谱,通过Swanepoel法确定了薄膜的折射率和消光系数,利用外推法获得了薄膜的光学带隙,研究了不同掺杂对ZnO薄膜光学性能的影响.结果表明,钛掺杂和镓镁合掺后,ZnO薄膜的透过率和光学带隙增加而折射率减小;所有薄膜的折射率均随波长增加而单调减小,呈现出正常的色散特性.     

一种WDM信号色散补偿器的设计与理论研究

本文设计了一种能对 WDM 系统中光信号进行宽带色散补偿的补偿器件。从光纤光栅耦合波理论导出了均匀光纤光栅在反射带隙外附近的色散特性方程,并根据这一特性方程,对8通路的 WDM 系统中各分波光信号的色散补偿进行了数值计算与分析,由此确定补偿器中各均匀光纤光栅的相关参数,最后得出相关结论。     

碳纳米管中晶格波的研究

文章采用量子效应修正的库仑屏蔽势,研究了一维无限长(单壁或多壁)碳纳米管中的晶格波,给出了它们的色散关系。结果发现纵波具有声学波性质,横波具有高频光学波性质,并且其色散关系受外界约束的影响较大,当约束不太强时,纵波与横波是耦合的,当约束较强时,纵波与横波之间会出现能隙,能隙的大小与约束强度成正比。文中分析了系统稳定性,研究表明在特定的屏蔽参数区间系统会出现不稳定性,进而发生相变而融化,而在系统稳定的屏蔽参数区间,晶格波的色散关系依赖于屏蔽参数的大小。     

铁磁/反铁磁双层薄膜中自旋波色散关系

重点讨论了在不同的层间耦合下外磁场和横向自旋波结构因子对色散关系的影响.结果表明:外磁场和横向自旋波结构因子都能使能带分裂,出现能隙.且随着它们的增强各类本征模之间相互转化,能量呈线性增加.层间铁磁性耦合时,只能存在光学-声学型界面自旋波;层间反铁磁性耦合时,可能存在声学-光学型和光学-光学型两类界面自旋波.     

介质阻挡放电中一维等离子体光子晶体及其带隙特性

在双水电极大气压氩气介质阻挡放电中获得了一维可调等离子体光子晶体.通过类似于量子力学Kronig-Penney模型求解周期势的方法,求解Maxwell方程得到了一维等离子光子晶体的色散关系.结合实验数据,理论模拟了晶格常数、等离子体与介质的厚度比、电子密度等不同参数对等离子体光子晶体带隙的影响.结果表明:等离子体光子晶体晶格常数的增大导致能级位置降低,相速度减小;在相同的晶格常数下,等离子体填充比增大时,带隙位置将略有上升且光子带隙数目增加;当电子密度大于1020 m-3时,等离子体光子晶体具有显著禁带宽度.     

单轴各向异性下磁性薄膜自旋波共振频率

采用线性自旋波近似和格林函数方法,研究了外加磁场、单轴各向异性和表面各向异性场对磁性薄膜自旋波共振频率的影响.结果发现:系统自旋波共振频率随着外加磁场的增强而增大;表面各向异性场对能量较低两支模的频隙影响较大,而单轴各向异性则对能量最高和最低支模间的频隙影响较大.     

缺陷对一维尘埃等离子体晶格色散关系的影响

文章采用一维尘埃等离子体晶格模型,对存在单个晶格缺陷时,在其中传播的横波和纵波的色散关系进行了推导,通过计算发现当缺陷粒子的电量和质量大于原有带电粒子时会出现能隙结构。这个结果完善和验证了当原有晶格链的周期性被破坏时,会出现能隙结构的理论。     

正入射时二维空气孔结构正方形和三角形光子晶体的带隙结构

 利用平面波展开法推导出光在光子晶体中传播时的本征方程及其矩阵表达形式,数值求解了圆形空气孔结构的正方形光子晶体和三角形结构光子晶体的色散曲线,给出了不同空气孔结构下的色散曲线。计算分析发现,在<11>方向上,二维正方形结构的光子晶体E波的第一带隙与H波的第一带隙完全分开。在<10>方向上,E波的第一带隙比H波略窄,两者的变化趋势也不尽相同。对E波来说,第一带隙随着空气孔径的增大而增宽;但对H波来说,第一带隙先增宽再变窄。与正方形结构光子晶体不同的是,二维三角形结构光子晶体在<11>方向的第一带隙边缘位置并不在M（1,1）点,而是出现在（0.5,0.5）点,其中心频率比<10>方向的小,但其带隙宽度较正方形结构的大。在<10>方向上,E波的第一带隙比H波的略宽,且两者的变化趋势完全相反。对E波来说,第一带隙先增宽再变窄;但对H波来说,第一带隙随着空气孔径的增大而增宽。     

二维内质量结构三角形晶格声子晶体的带隙研究

用集中参数模型理论研究具有内质量周期结构的二维三角形晶格声子晶体的带隙特性,设计了二维无限延伸的周期复合三角形晶格结构,通过理论及数值仿真发现改变质量和刚度可以人为调控带隙,最后与蜂窝状晶格的带隙进行对比.结果表明:晶体的色散曲线在频域上不连续,具有完全带隙的现象.晶体外部质量对带隙的影响最大,减小外部质量可得到较宽的带隙.此类结构中三角形晶格的带隙比六角蜂窝晶格的带隙少,但其带隙的宽度较宽,它为进一步带隙调控奠定良好的基础.