一种低折射率比下大完全光子带隙光子晶体的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种低折射率比下大完全光子带隙光子晶体的设计方法，涉及光子晶体领域。本方法主要是：①将光子晶体的元胞按所需精度分成对应像素点；②以像素点的二值分布代替元胞中高低折射率材料的形状结构；③利用迭代算法对像素二值分布进行迭代，寻找合适的元胞结构；④将所得元胞结构用数值尺寸进行描述表示，⑤增加能带计算数目，利用数值方法计算元胞对应光子晶体的归一化带隙。大完全光子带隙光子晶体的元胞是第1元胞，第1元胞呈正6边形，包括第1边界、第1低折射率背景材料、第1高折射率圆环介质柱和第1高折射率连杆介质柱。应用本设计方法，可以在较低折射率比下获得完全光子带隙，可以在很大波长范围内实现对光波的调控。

【技术实现步骤摘要】
一种低折射率比下大完全光子带隙光子晶体的设计方法
本专利技术涉及光子晶体领域，尤其涉及一种低折射率比下大完全光子带隙光子晶体的设计方法。
技术介绍
1987年美国Bell实验室的E.Yablonovitvh在讨论如何抑制自发辐射和Princeton大学的S.John在讨论光子区域时各自独立地提出了光子晶体（PhotonicCrystal，PC）的概念。光子晶体是由不同介电材料在空间按一定的周期排列而成的介质结构，具有光子能带和光子禁带，可以对光的传播进行控制和调节。光子晶体带隙是指某一频率范围的光波不能在光子晶体的周期性结构中传播。这使光子晶体具有波长选择的功能，可以有选择地使某个波段的光通过而阻止其它波长的光通过。利用这一特点，可以将光子晶体应用在很多领域。根据对光控制能力的不同，可以将二维光子晶体的带隙类型分为三种：TE带隙、TM带隙和同时具有TE、TM带隙的完全光子带隙。具有完全带隙的光子晶体因对不同传播方向上的光都存在光子带隙而最具有实用意义。完全光子带隙的宽度和位置决定了光子晶体的应用性能，因此对光子晶体完全带隙的优化设计有重要意义。一般来说，光子带隙宽度越宽，晶体性能越好本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低折射率比下大完全光子带隙光子晶体的设计方法，其特征在于：①将光子晶体的元胞按照需求的精度分成对应像素点（101）；②以像素点的二值分布代替元胞中高低折射率材料的形状结构（102）；③利用迭代算法对像素二值分布进行迭代，寻找合适的元胞结构（103）；④将所得元胞结构用数值尺寸进行描述表示（104）；⑤增加能带计算数目，利用数值方法计算元胞对应光子晶体的归一化带隙（105）；⑥分析元胞对应光子晶体的能带结构，如果该元胞没有多条带隙，则本方法不适用（106）；⑦如果该元胞有多条带隙，则对能带数值结果进行比较（107）；⑧高折射率比时，高阶能带和低阶能带都具有相对较大的带隙，并且低阶能带的带...

【技术特征摘要】
1.一种低折射率比下大完全光子带隙光子晶体的设计方法，其特征在于：①将光子晶体的元胞按照需求的精度分成对应像素点（101）；②以像素点的二值分布代替元胞中高低折射率材料的形状结构（102）；③利用迭代算法对像素二值分布进行迭代，寻找合适的元胞结构（103）；④将所得元胞结构用数值尺寸进行描述表示（104）；⑤增加能带计算数目，利用数值方法计算元胞对应光子晶体的归一化带隙（105）；⑥分析元胞对应光子晶体的能带结构，如果该元胞没有多条带隙，则本方法不适用（106）；⑦如果该元胞有多条带隙，则对能带数值结果进行比较（107）；⑧高折射率比时，高阶能带和低阶能带都具有相对较大的带隙，并且低阶能带的带隙会比高阶能带的带隙大（108）；⑨随折射率比的减小，高阶能带和低阶能带的带隙都随之减小，当折射率比降低到某一数...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯金，姚怡，杨春勇，陈少平，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42