THz波在反铁磁/非磁周期和准周期光子晶体中传播特性

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liang672369282
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随着通信、雷达和广播技术飞速发展,微波以下电磁波频段全被占据,开辟新的频段是非常必要的。上世纪九十年代,人们提出了太赫兹(THz)技术的概念。THz波是指频率介于0.1THz~10THz区间的电磁波,在长波段与毫米波重合,在短波段则与红外线重合。当前THz技术在世界范围上正在被广泛的研究,主要包括THz辐射源、THz探测技术以及THz波各种功能器件的开发。共振频率正好处在THz波段的反铁磁物质是一种磁有序结构,相邻原子的磁矩大小相等,方向相反。典型的反铁磁材料包括过渡族金属氧化物、氟化物等,过去这类物质在技术领域很少应用。我们认为在当前的研究背景下,研究电磁波在响应频区正好处在THz波段的反铁磁材料中的传输特性将为开发相关的功能器件提供材料方面的更多选择。  本文详细的研究了THz电磁波在一维反铁磁/电介质周期和准周期光子晶体中传播特性。论文由麦克斯韦方程出发,利用传递矩阵方法得到了Voigt位型下电磁波在反铁磁/电介质组成的多层膜体系各个界面以及层内部的传递矩阵形式,并得到了透射率和反射率的相关表达式。我们选取FeF2的相关参数对于对称型一维周期结构、Fibonacci准周期结构及镜像对称Fibonacci准周期结构的透射谱进行了数值计算,给出了上述各种体系的透射谱。首先,我们通过数值计算的结果得出了周期数、介质层厚度比、介电常数比、入射角以及外加静磁场对于对称型一维周期FeF2/电介质光子晶体禁带的影响规律,为制备一维反铁磁/电介质光子晶体提供相关依据。其次在Fibonacci准周期光子晶体的透射谱中观察到了准周期结构中典型的三分叉特性。最后,在镜像对称Fibonacci准周期光子晶体的透射谱中,我们观察到了周期性的透射谱以及完美透射峰。通过对上述准周期结构的结构参数(代数)、入射角以及外加静磁场的调节,可以实现对准周期光子晶体透射谱的有效控制,这将为制备THz滤波器提供相关理论依据。
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