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第1章 一维光子晶体的传输方法 1

1.1 光子晶体的概念与性质 1

1.1.1 光子晶体的分类 1

1.1.2 光子晶体的性质 1

1.1.3 光子晶体的研究方法 2

1.2 一维光子晶体的特征矩阵 3

1.2.1 TE波的特征矩阵 3

1.2.2 TM波的特征矩阵 4

1.3 一维光子晶体的传输矩阵 7

1.3.1 分层介质系统的传输矩阵 8

1.3.2 传输矩阵法与特征矩阵法的比较 10

1.4 色散函数法和解析法 12

1.4.1 色散函数法 12

1.4.2 能带的解析法 13

参考文献 16

第2章 一维光子晶体的能带和缺陷模 18

2.1 无吸收情况下的能带 18

2.1.1 小周期数光子晶体的能带 18

2.1.2 大周期数光子晶体的能带 21

2.2 有吸收情况下的能带 21

2.2.1 光在吸收介质中传播的处理方法 22

2.2.2 吸收对能带的影响 22

2.3 无吸收情况下的缺陷模特性 23

2.3.1 入射角对缺陷模的影响 24

2.3.2 杂质折射率对缺陷模的影响 25

2.3.3 杂质厚度对缺陷模的影响 25

2.4 光子晶体的滤波器的理论设计 26

2.4.1 可调谐滤波器的设计标准 26

2.4.2 可调谐光子晶体滤波器的设计原理 26

2.4.3 多通道滤波器 29

2.5 有吸收情况下的缺陷模 31

2.5.1 消光系数对缺陷模的影响 32

2.5.2 周期数对缺陷模的影响 33

2.6 色散对能带和缺陷模的影响 34

2.6.1 色散模型 34

2.6.2 色散对能带的影响 35

2.6.3 色散对缺陷模的影响 38

2.7 光子晶体缺陷模的理论解释 41

2.7.1 缺陷模的共振理论 41

2.7.2 缺陷模的干涉理论 46

2.8 含负折射率光子晶体的能带 51

2.8.1 能带随入射角的变化特征 52

2.8.2 能带随折射率的变化特征 53

2.8.3 能带随光学厚度的变化特征 54

2.9 光子晶体中光场的分布 55

2.9.1 光场的分布公式 55

2.9.2 光强的分布特征 56

参考文献 61

第3章 一维横向受限光子晶体 62

3.1 一维平板光子晶体的能带和缺陷模 62

3.1.1 一维平板光子晶体的能带 62

3.1.2 一维平板掺杂光子晶体的缺陷模 66

3.2 一维圆柱光子晶体的能带和缺陷模 69

3.2.1 一维圆柱光子晶体的能带 69

3.2.2 一维圆柱掺杂光子晶体的缺陷模 74

3.3 一维矩形光子晶体能带和缺陷模 77

3.3.1 一维矩形光子晶体的能带 78

3.3.2 一维矩形掺杂光子晶体的缺陷模 81

参考文献 85

第4章 全反射隧穿效应 86

4.1 全反射隧穿现象 86

4.1.1 模型 86

4.1.2 全反射隧穿现象的特征 87

4.2 全反射隧穿效应的共振理论 91

4.2.1 模型 91

4.2.2 共振理论 92

4.3 全反射隧穿效应的干涉理论 96

4.3.1 一维小周期数光子晶体 96

4.3.2 一维大周期数光子晶体 101

参考文献 106

第5章 一维声子晶体的传输方法 108

5.1 声子晶体的概念与性质 108

5.1.1 声子晶体的分类 108

5.1.2 声子晶体的性质 108

5.2 弹性波的基础理论 109

5.2.1 弹性波 109

5.2.2 弹性波的波动方程 110

5.2.3 吸收介质中弹性波 110

5.3 垂直入射一维声子晶体的转移矩阵 111

5.4 固-流结构声子晶体的转移矩阵 113

5.4.1 转移矩阵 113

5.4.2 色散法 116

5.5 固-固结构声子晶体的转移矩阵 117

5.6 SH波的转移矩阵及其色散关系 120

5.6.1 转移矩阵 120

5.6.2 色散关系 123

参考文献 123

第6章 一维声子晶体的能带和缺陷模 125

6.1 正入射情况下的能带和缺陷模 125

6.1.1 声子晶体的能带 125

6.1.2 吸收对能带的影响 127

6.1.3 声子晶体的缺陷模 130

6.1.4 吸收对缺陷模的影响 133

6.2 固-流结构声子晶体的能带和缺陷模 135

6.2.1 能带特征 136

6.2.2 缺陷模特征 138

6.2.3 多通道声滤波 141

6.2.4 缺陷模的共振理论 144

6.2.5 缺陷模的干涉理论 149

6.3 固-固结构声子晶体的能带和缺陷模 153

6.3.1 固-固结构声子晶体的能带 153

6.3.2 固-固掺杂声子晶体的缺陷模 157

6.4 SH波在声子晶体中的能带和缺陷模 160

6.4.1 SH波的能带 161

6.4.2 缺陷模特征 162

参考文献 163

第7章 一维横向受限声子晶体的能带和缺陷模 165

7.1 一维平板声子晶体中的能带和缺陷模 165

7.1.1 能带特征 165

7.1.2 缺陷模特征 168

7.2 一维矩形声子晶体中的能带和缺陷模 170

7.2.1 能带特征 170

7.2.2 缺陷模特征 174

7.3 一维圆柱形声子晶体中的能带和缺陷模 176

7.3.1 能带特征 176

7.3.2 缺陷模特征 180

参考文献 183

第8章 声子晶体的全反射隧穿效应 184

8.1 全反射隧穿效应 184

8.1.1 小周期数声子晶体的全反射隧穿效应 184

8.1.2 大周期数声子晶体的全反射隧穿效应 189

8.1.3 SH波的全射隧穿效应 191

8.2 全反射隧穿效应的共振理论 194

8.2.1 模型 194

8.2.2 共振理论 195

8.3 全反射隧穿效应的干涉理论 199

8.3.1 一维小周期数声子晶体 199

8.3.2 一维大周期数声子晶体 204

参考文献 208

索引 210