COMSOL在光子晶体方面的应用

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1、COMSOLMultiphysicsCOMSOLMultiphysics光子晶体光子晶体中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司www.CnTech.com.cnCnTechCo.,Ltd---LeadingEngineeringVirtualPrototypingSolutionsProviderinfo@cntech.com.cn光子晶体（PhotonicCrystal）•光子晶体是由不同折射率的介质周期性排列而成的人工微结构。•由于介电常数存在空间上的周期性，引起空间折射率的周期变化，当介电常数的变化足够大且变化周期与光波长相当时，光波的色散关系出现带

2、状结构，此即光子能带结构(PhotonicBandstructures)。•这些被禁止的频率区间称为“光子频率带隙”(PhotonicBandGap，PBG)，频率落在禁带中的光或电磁波是被严格禁止传播的。我们将具有“光子频率带隙”的周期性介电结构称为光子晶体。中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司www.CnTech.com.cnCnTechCo.,Ltd---LeadingEngineeringVirtualPrototypingSolutionsProviderinfo@cntech.com.cn模型介绍•本模型是由一些等距离放置的GaAs柱子组成的

3、光子晶体，这些柱子之间的距离可防止某些波长的光传播进入光子晶体。•一些特别频率范围内的光波被折射或在晶体内传播取决于这些柱子之间的距离。•如果一些光子晶体的GaAs柱子被移除，就能形成一个带隙以引导频率，光能在此带隙间传导。中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司www.CnTech.com.cnCnTechCo.,Ltd---LeadingEngineeringVirtualPrototypingSolutionsProviderinfo@cntech.com.cn模型定义•本模型的几何结构是一个正方形空气区域中有一组阵列排列的GaAs柱子，有些GaAs柱

4、子被移除形成一个弯曲成90度的光传播通道。•当TE波在此光子晶体内传播时，其横向电场分量Ez可用如下方程表示，其中n为折射率，k为开放0空间的波数。•本模型使用散射边界条件模拟开放空间，在光波进入的边界设定振幅Ez为1V/m。中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司www.CnTech.com.cnCnTechCo.,Ltd---LeadingEngineeringVirtualPrototypingSolutionsProviderinfo@cntech.com.cn计算结果（1）•计算得到了电场的z分量，结果图清楚地显示了光波在光子晶体中的传播路径。中仿

5、科技---专业信息化软件及技术咨询公司www.CnTech.com.cnCnTechCo.,Ltd---LeadingEngineeringVirtualPrototypingSolutionsProviderinfo@cntech.com.cn计算结果（2）•如果入射波的角频率小于波导的截止频率，将无法沿光子晶体的传播通道进行传播。中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司www.CnTech.com.cnCnTechCo.,Ltd---LeadingEngineeringVirtualPrototypingSolutionsProviderinfo@cnt

6、ech.com.cn