1维光子晶体中TM波的传输公式及其辨析

刘启能

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.03.009

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

1维光子晶体中TM波的传输公式及其辨析

刘启能

文章导航 > 激光技术 > 2014 > 38(3): 325-329

引用本文:

Citation:

1维光子晶体中TM波的传输公式及其辨析

刘启能

1.
重庆工商大学计算机科学与信息工程学院, 重庆 400067

作者简介: 刘启能（1957-），男，教授，从事光学与声学研究。E-mail：liuqineng57@163.com.

基金项目:
重庆市教委科技研究基金资助基金项目（KJ130713）
中图分类号: O436

Transmission formula and analysis of TM wave in 1-D photonic crystal

LIU Qineng

1.
College of Computer Science and Information Engineering, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400067, China
CLC number: O436

摘要: 为了得到1维光子晶体中TM波的传输公式，采用传输矩阵的方法和电磁波的边界条件，推导出TM波在介质层中的特征矩阵及其反射系数和透射系数公式。结果表明，用TE波反射系数和透射系数公式做代换的方法不能得到正确的TM波的反射系数和透射系数公式；对推导出TM波的反射系数和透射系数公式进行了分析，由TM波的反射系数和透射系数公式得出的光强透射率和反射率满足能量守恒；并且推出的TM波反射系数公式不仅能够反映反射波与入射波的数量关系，且能够反映反射波与入射波的位相关系。这些结果对研究1维光子晶体中TM波的传输性质是有帮助的。
- 材料 /
- 光子晶体 /
- TM波 /
- 反射系数 /
- 透射系数
Abstract: In order to obtain transmission formula of TM wave in 1-D photonic crystal,the characteristic matrix and the reflection and transmission coefficients of TM wave in dielectric layer were deduced based on the transfer matrix method and the boundary conditions of electromagnetic wave. The results show that the reflection and transmission coefficients of TM wave converted from the reflection and transmission coefficients of TE wave were not correct. And then, the deduced reflection and transmission coefficients of TM wave were analyzed. The transmittance and reflectance of TM wave intensity satisfies the law of energy conservation. Reflection coefficient formula of TM wave can not only reflect the relationship between the number of reflection wave and incident wave, but also reflect the phase relationship between the reflection wave and incident wave TM wave reflection coefficient formula can reflect the reflection wave and incident wave number and the phase relation. These results are helpful for study of transmission properties of TM wave in 1-D photonic crystal.
- materials /
- photonic crystal /
- TM wave /
- reflection coefficient /
- transmission coefficient

[1]	WANG R, ZHANG C X, NIE Y H. Band structure and propagation properties of one-dimension anisotropy photonic crystalsl[J].Acta Photonica Sinica, 2007,36(1):89-92(in Chinese).
[2]	LI R, REN K, RNE X B. Angular and wavelength selectivity of band gaps of holographic photonic crystals for different polarizations[J].Acta Physica Sinica,2004,53(8):2520-2523(in Chinese).
[3]	LIU Q N. A new simple and convenient method for study of properties forbidden band of one-dimensional photonic crystal[J].Acta Photonica Sinica, 2007,36(6):1031-1034(in Chinese).
[4]	LIU Q N. Effect of impurity absorption on one-dimensional photonic crystal defect mode[J].Chinese Journal of Lasers,2007,34(6):777-780(in Chinese).
[5]	LIU Q N. The mode and defect mode of electromagnetic wave in rectangular doped photonic crystal[J].Acta Physica Sinica,2010,59(4):2551-2555(in Chinese).
[6]	XU J P, WANG L G, YANG Y P. Realization of an angular filter using one-dimensional photonic crystal containing negative refractive metamaterials[J].Acta Physica Sinica, 2006,55(6):2765-2768(in Chinese).
[7]	LIU Q N. The defect mode and the quantum effect of light wave in cylindrical anisotropic photonic crystal [J].Acta Physica Sinica, 2011,60(1):0142171(in Chinese).
[8]	LIU Q N, HU Ch H. Polarization and total reflection tunnel effect of flat-panel photonic crystal[J].Laser Technology, 2012, 36(1):114-118(in Chinese).
[9]	LIU Q N. Quantum effect and defect mode of anisotropic rectangle doping photonic crystal[J].Laser Technology,2011, 35(4):499-503(in Chinese).
[10]	LIU Q N. Defect modes of Ag-doped photonic crystal[J].Semiconductor Optoelectronics, 2009,30(5): 703-707(in Chinese).
[11]	LIU Q N.Total reflection through effect of light in 1-D photonic crystal[J].Acta Photonica Sinica, 2011,40(2):232-235(in Chinese).
[12]	LIU Q N.Theoretic study of total reflection through effect polarization filter of photonic crystal[J].High Power Laser and Particle Beams,2011,23(4):1091-1094(in Chinese).
[13]	JI J R.Higher optical tutorial[M].Beijing: Science Press, 2007:133-134(in Chinese).
[14]	FOWLES G R.Introduction to modern optics[M].Shanghai:Shanghai Science and Technology Dubusling House,1984:96-104(in Chinese).

[1]	韦吉爵 , 苏安 , 高英俊 , 梁祖彬 , 陈颖川 , 白书琼 . 缺陷对光子晶体透射能带谱的简并效应研究. 激光技术, 2017, 41(1): 56-60. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.012
[2]	许江勇 , 苏安 , 周丽萍 , 高英俊 , 谭福奎 , 唐秀福 . 左右手材料光子晶体的双重光学滤波功能. 激光技术, 2018, 42(4): 550-555. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.022
[3]	刘启能 , 刘沁 . 材料色散对光子晶体全反射隧穿光场分布的影响. 激光技术, 2014, 38(6): 738-741. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.004
[4]	张志新 , 肖峻 . 1维光子晶体的能带结构分析. 激光技术, 2015, 39(4): 525-527. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.021
[5]	詹仪 . 木堆结构光子晶体最佳参量的理论分析. 激光技术, 2009, 33(4): 391-392,396. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.04.016
[6]	荣垂才 , 闫珂柱 , 谢应茂 . 二维光子晶体中场的分布. 激光技术, 2008, 32(1): 75-76,79.
[7]	谢应茂 , 刘正东 , 王慧琴 . 含有负折射率缺陷的光子晶体中的局域缺陷模. 激光技术, 2006, 30(2): 195-197,201.
[8]	刘启能 , 代洪霞 . 金属-光子晶体-金属结构中偏振光Tamm态的吸收特性. 激光技术, 2017, 41(2): 205-209. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.02.012
[9]	韦应生 , 苏安 , 许江勇 , 唐秀福 , 蒙成举 , 高英俊 . 四元异质结构光子晶体的双通道光学滤波特性. 激光技术, 2018, 42(2): 212-216. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.02.014
[10]	刘启能 . 杂质吸收对光子晶体滤波器设计的影响. 激光技术, 2008, 32(3): 327-329,336.
[11]	章海锋 , 郑建平 , 杨国华 . 1维时变磁化等离子体光子晶体的密温特性. 激光技术, 2011, 35(1): 74-78. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.01.021
[12]	张芬 , 肖峻 , 谢康 . 对称和非对称结构1维光子晶体的滤波特性. 激光技术, 2010, 34(4): 486-488,492. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.015
[13]	胡莉 , 张利沙 . 1维掺杂光子晶体宽窄双重滤波器的理论研究. 激光技术, 2010, 34(3): 429-432. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.040
[14]	武继江 , 高金霞 . 金属-石墨烯光子晶体-金属结构的吸收特性. 激光技术, 2019, 43(5): 614-618. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.05.005
[15]	高雯婧 , 梁良 . 含增益缺陷层的1维三元光子晶体特性研究. 激光技术, 2013, 37(2): 147-150. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.02.003
[16]	代洪霞 , 刘启能 . 1维方形掺杂光子晶体波导中缺陷模的色散特性. 激光技术, 2013, 37(3): 338-341. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.016
[17]	苑秋红 , 谢康 , 韩艳芬 . 含负折射率材料的1维光子晶体掺杂缺陷模研究. 激光技术, 2010, 34(2): 232-235. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.024
[18]	方溁 , 李劲松 . 遗传算法应用于干涉滤光片的设计. 激光技术, 2010, 34(5): 657-660. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.022
[19]	姜迎新 , 方云团 . 纳米金属薄膜同时实现多通道频率和角度滤波. 激光技术, 2010, 34(6): 739-742. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.006
[20]	周萍 , 闫明宝 , 王海龙 . 复合介质柱缺陷光子晶体波导透射谱的研究. 激光技术, 2009, 33(2): 195-197,220.

点击查看大图

计量

文章访问数: 3968
HTML全文浏览量: 952
PDF下载量: 627
被引次数: 0

1维光子晶体中TM波的传输公式及其辨析

刘启能

作者简介: 刘启能（1957-），男，教授，从事光学与声学研究。E-mail：liuqineng57@163.com

1. 重庆工商大学计算机科学与信息工程学院, 重庆 400067

收稿日期: 2013-07-03
录用日期: 2013-09-03
网络出版日期: 2014-05-25

基金项目: 重庆市教委科技研究基金资助基金项目（KJ130713）

关键词:

摘要: 为了得到1维光子晶体中TM波的传输公式，采用传输矩阵的方法和电磁波的边界条件，推导出TM波在介质层中的特征矩阵及其反射系数和透射系数公式。结果表明，用TE波反射系数和透射系数公式做代换的方法不能得到正确的TM波的反射系数和透射系数公式；对推导出TM波的反射系数和透射系数公式进行了分析，由TM波的反射系数和透射系数公式得出的光强透射率和反射率满足能量守恒；并且推出的TM波反射系数公式不仅能够反映反射波与入射波的数量关系，且能够反映反射波与入射波的位相关系。这些结果对研究1维光子晶体中TM波的传输性质是有帮助的。