【摘要】：采用時域有限差分(FDTD)方法研究了二維六邊形排列結(jié)構(gòu)的光子晶體近零折射率材料的相位特性,提出利用電場相位的空間頻譜計算等效折射率的新方法,該方法可直觀地反映電場相位的變化,解釋了負(fù)折射的傳播機理。利用該方法分析了橫磁(TM)模波長和溫度對等效折射率的影響。
【圖文】：

８ａ（ａ為晶格常數(shù)，此處ａ＝１μｍ）。圖１（ｂ）所示為三角晶格光子晶體結(jié)構(gòu)。圖１二維光子晶體結(jié)構(gòu)。（ａ）介質(zhì)柱六邊形排列結(jié)構(gòu)；（ｂ）三角晶格光子晶體結(jié)構(gòu)Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ２Ｄｐｈｏｔｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｓ．（ａ）Ｈｅｘａｇｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒ；（ｂ）ｔｒｉａｎｇｕｌａｒｌａｔｔｉｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｐｈｏｔｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｓ波導(dǎo)寬度為０．３８ａ時的光子晶體ＴＭ模如圖２所示，其中ＴＭ模的磁場方向垂直于ｘ軸與ｚ軸構(gòu)成的平面，即平行于ｙ軸，坐標(biāo)系如圖１（ｂ）所示。從圖２可以看到，在Γ點（波矢大�。耄剑埃┑玫降依隋F，入射光在狄拉克錐處的歸一化頻率ｆ＝０．６ａ／λ，光子晶體可視為零折射率材料，其中λ為介質(zhì)中的光波長。圖２光子晶體能帶圖Ｆｉｇ．２Ｂａｎｄｄｉａｇｒａｍｏｆｐｈｏｔｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｓ３光子晶體等效折射率的計算光子晶體的等效折射率ｎｅｆｆ一般通過折射定律ｎｅｆｆ＝ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２來計算，其中θ１為入射角，θ２為出射角。或者根據(jù)等頻圖計算等效折射率，波矢大�。牒蜌w一化頻率ｆ的計算公式為ｋ＝ωｃ·ｎｅｆｆ，（１）ｆ＝ωａ２πｃ，（２）式中ω為角頻率，ｃ為光速。由（１）、（２）式可得等效折射率ｎｅｆｆ為ｎｅｆｆ＝ｋ·ａ２πｆ，，（３）式中波矢大小ｋ＝ｋ２ｘ＋ｋ２ｙ＋ｋ２i幔�，其中ｋｘ、ｋｙ、ｋｚ分柄_ㄊ岡

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