激光与红外

作者：周波

单位：1.兴义民族师范学院物理与工程技术学院,贵州 兴义 562400；2.河池学院物理与机电工程学院,广西 宜州 546300；3.广西大学物理科学与工程技术学院,广西 南宁 530004；

关键词：光子晶体;零平均折射率;表面波;色散关系;左右手材料;传输矩阵

基金：国家自然科学基金(No.51161003)；贵州省普通高等学校青年科技人才成长项目(No.黔教合KY字［2019］229号)；河池学院2018年高层次人才科研启动费项目(No.XJ2018GKQ017)资助

根据平面波展开的传输矩阵理论及布洛赫定理,通过参数匹配的方式,研究零平均折射率及表面含覆盖介质层条件下左右手材料光子晶体的能带结构和表面波的色散关系,结果表明:零平均折射率条件下,左右手材料光子晶体不同于正折射率材料光子晶体,能带结构中出现半封闭状禁带、封闭状禁带和通带,且通带中的分立能级沿着低频方向呈现振荡衰减和多重简并趋势,能带结构沿着波矢绝对值增大方向趋于简并至消逝。添加表面覆盖介质层的左右手材料光子晶体支持正反表面波和反向表面波的传播,部分半封闭状或封闭状禁带边缘出现简并能级分裂,形成禁带中斜率有正有负的分立色散曲线。表面覆盖介质层厚度可调制色散曲线的频率位置和数目,随覆盖介质层厚度增大,分立色散曲线向波矢减小方向移动,且高频区域半封闭状禁带中的色散曲线在覆盖介质层厚度达到一定数值时还出现耦合分裂现象,但覆盖介质层厚度变化对能级的多重简并和通带与禁带的简并态不产生影响。左右手材料光子晶体的能带结构特点和表面波色散特性,可为新型光波导器件的研究和设计等提供指导。

来源：2020年第11期

《激光与红外》期刊编辑部

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