24小时热门版块排行榜    

Znn3bq.jpeg
查看: 2671  |  回复: 14

佳友小鱼

金虫 (小有名气)

[求助] 给分:光子晶体求科普

新手搞不懂最简单的1维光子晶体多层膜结构的带隙图。
如下图,横坐标和纵坐标分别是波数k以及频率/光速(再乘以晶格的a/2pi)
我发现纵坐标比横坐标,恰好是折射率的倒数1/n。

第一个图就是折射率为3.6的砷化镓,也就是正常介质,能够理解。
第二个图n1还是砷化镓,n2变成了折射率为3.4的砷镓铝,结果出现带隙。
第三个图n1还是砷化镓,n2变成了空气(n2=1),带隙更加明显了。

看了复杂的推导,还是没不明白后面两个图对纵坐标和横坐标如何理解?纵坐标能否看做真空中的波数,横坐标看做材料中的波数?但是这样的坐标能代表什么?(第一个图斜率还能代表折射率1/3.6,后面两个图n2都变掉了,但是斜率咋还没变?)

带隙是对应纵坐标----空气中对应缺失了频率?

捕获.JPG

[ Last edited by 佳友小鱼 on 2012-11-7 at 21:21 ]
回复此楼

» 收录本帖的淘帖专辑推荐

学术资料

» 猜你喜欢

» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)

已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

dgzhao

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
佳友小鱼: 金币+2, ★★★很有帮助, 多谢回答! 2012-11-08 19:07:38
华丽的飘过: 金币+3, 3q 2012-11-29 02:07:57
纵坐标表示频率,横坐标表示布洛赫波矢的大小(即波数)。写成图上那种形式只是对这两个量做了归一化,比较方便分析。比如横坐标归一化之后,就一定是限制在-0.5到0.5之间。
斜率其实是dw/dk,物理意义是群速度。但第一个图是均匀介质,dw/dk=w/k,把纵坐标除以横坐标,就可以得到斜率就是折射率的倒数。后面两个图,斜率其实已经有了变化了,但变化不明显,因为这时候的波数k是两种介质的平均值,从第三个图上看的话,空气层的厚度应该比较小,这样平均以后变化仍然不大。在禁带边缘,斜率变平,这里的态密度比较高,群速度比较小。
禁带表示光波以禁带频率入射到光子晶体之后,大部分能量被反射回去,很少能透过,所以称为禁带(禁止通过的带),与固体物理里面的能带类似。

» 本帖已获得的红花(最新10朵)

牛顿第一定律:不给力就不停或不动;牛顿第二定律:给力就加速;牛顿第三定律:你给我力的同时,我也给你力
4楼2012-11-08 11:27:21
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

电路分析

木虫 (小有名气)

横坐标代表方向,纵坐标代表频率,我是一直这么理解的
3楼2012-11-08 09:03:03
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
普通回帖

doeboy

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
佳友小鱼: 金币+3, ★★★很有帮助, 多谢回答! 2012-11-08 19:07:24
华丽的飘过: 金币+3, 3q 2012-11-29 02:07:49
纵坐标代表频率,横坐标代表波数,换句话说,你让一束频率为w的光入射到光子晶体里,它在里面传输的波数就是从坐标图里面读出来的横坐标值(在乘以一个常数因子一下)。
带隙就是指这个频带以内的光在光子晶体里面没有合适的模式存在,所以不能在光子晶体内传播。
后两个图的斜率变化了,特别是在边缘。当n1和n2的差别为0的时候,就回到图1的情况了。
2楼2012-11-08 00:25:37
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

佳友小鱼

金虫 (小有名气)

送鲜花一朵
夕阳西下: 根据电磁学里面变分理论得出,介电常数越大,低频电场能量越大;能否把此段文字的推导给大家展示一下。 2012-11-27 11:35:05
引用回帖:
4楼: Originally posted by dgzhao at 2012-11-08 11:27:21
纵坐标表示频率,横坐标表示布洛赫波矢的大小(即波数)。写成图上那种形式只是对这两个量做了归一化,比较方便分析。比如横坐标归一化之后,就一定是限制在-0.5到0.5之间。
斜率其实是dw/dk,物理意义是群速度。但 ...

多谢回复,我从书后面的解释那里看到了波带产生的本质:

根据电磁学里面变分理论得出,介电常数越大,低频电场能量越大;
介电常数越小,高频电场能量越大。从而引起能量的区别。

不知道这个理论是否正确?如何证明“


如果能够证明的话,对于第2个图(带隙较小),给出E场与能量图就非常容易理解了:



1.JPG

5楼2012-11-08 19:05:56
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

佳友小鱼

金虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by doeboy at 2012-11-08 00:25:37
纵坐标代表频率,横坐标代表波数,换句话说,你让一束频率为w的光入射到光子晶体里,它在里面传输的波数就是从坐标图里面读出来的横坐标值(在乘以一个常数因子一下)。
带隙就是指这个频带以内的光在光子晶体里面 ...

多谢回复,我从书后面的解释那里看到了波带产生的本质:

根据电磁学里面变分理论得出,介电常数越大,低频电场能量越大;
介电常数越小,高频电场能量越大。从而引起能量的区别。

不知道这个理论是否正确?如何证明?

图片参考5楼。
6楼2012-11-08 19:08:09
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

dgzhao

金虫 (小有名气)

他这个图的意思是,对于第一个禁带,低频的时候能量主要集中在高介电常数的介质中,高频的时候能量主要集中在低介电常数的介质中。
我也不知道怎么证明,我用其他参数画了一下图,似乎得不到他的结论,估计是跟他的材料选择以及结构有关。
牛顿第一定律:不给力就不停或不动;牛顿第二定律:给力就加速;牛顿第三定律:你给我力的同时,我也给你力
7楼2012-11-13 10:23:58
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

佳友小鱼

金虫 (小有名气)

引用回帖:
7楼: Originally posted by dgzhao at 2012-11-13 10:23:58
他这个图的意思是,对于第一个禁带,低频的时候能量主要集中在高介电常数的介质中,高频的时候能量主要集中在低介电常数的介质中。
我也不知道怎么证明,我用其他参数画了一下图,似乎得不到他的结论,估计是跟他的 ...

我看了关于微扰的公式,在:http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=5170122

这个问题差不多说过了。不过公式里面,对于电场微扰的能量如何体积分,以及体积分的范围还是弄不明白。

PS:这本书只给公式和意义,不给证明。。。。
8楼2012-11-13 11:08:24
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

微甜袅袅

木虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by doeboy at 2012-11-08 00:25:37
纵坐标代表频率,横坐标代表波数,换句话说,你让一束频率为w的光入射到光子晶体里,它在里面传输的波数就是从坐标图里面读出来的横坐标值(在乘以一个常数因子一下)。
带隙就是指这个频带以内的光在光子晶体里面 ...

想问一下什么方法可以准确计算出光子晶体带隙中心位置呢
9楼2012-11-26 16:59:09
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

佳友小鱼

金虫 (小有名气)

引用回帖:
5楼: Originally posted by 佳友小鱼 at 2012-11-08 19:05:56
多谢回复,我从书后面的解释那里看到了波带产生的本质:

根据电磁学里面变分理论得出,介电常数越大,低频电场能量越大;
介电常数越小,高频电场能量越大。从而引起能量的区别。

不知道这个理论是否正确? ...

上推导过程,是变分原理用于光子晶体,其余情况是否适用未知。
主要用于解决两个相邻能带曲线之间的能量分布于高或低介电常数:

1.JPG



2.JPG



3.JPG



4.JPG



5.JPG

10楼2012-11-27 14:43:32
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
相关版块跳转 我要订阅楼主 佳友小鱼 的主题更新
最具人气热帖推荐 [查看全部] 作者 回/看 最后发表
[考研] 304求调剂 +8 castLight 2026-04-16 8/400 2026-04-19 17:14 by 中豫男
[考研] B区0809 ,数一英一,290 求调剂 +4 泠潍1111 2026-04-12 5/250 2026-04-19 16:54 by 中豫男
[考研] 求调剂 +10 小聂爱学习 2026-04-16 12/600 2026-04-19 16:51 by 中豫男
[考研] 291求调剂 +12 关忆北. 2026-04-14 13/650 2026-04-19 16:50 by 中豫男
[论文投稿] 有没有接收比较快的sci期刊呀,最好在一个月之内的,研三孩子求毕业 20+4 之护着 2026-04-16 6/300 2026-04-19 13:00 by Aaron_zyn
[考研] 307中医考研调剂 +9 于以采蘩 2026-04-14 9/450 2026-04-19 08:41 by 烟雨流涯
[考研] 300求调剂 +12 橙a777 2026-04-15 12/600 2026-04-18 23:51 by 路病情
[考研] 生物学调剂 +10 纸扇zhishan 2026-04-13 10/500 2026-04-18 21:19 by zqndavala
[考研] 接受任何调剂 +6 也就是栗子 2026-04-17 7/350 2026-04-18 17:20 by 涵竹刘
[考研] 收到复试调剂但是去不了 +8 小蜗牛* 2026-04-16 8/400 2026-04-18 11:15 by zixin2025
[考研] 一志愿华中农业071010,320求调剂 +17 困困困困坤坤 2026-04-14 19/950 2026-04-17 20:08 by 关一盏灯cd
[考研] 294求调剂 +7 淡然654321 2026-04-17 8/400 2026-04-17 16:36 by wutongshun
[考研] 297,工科调剂?河南农业大学本科 +14 河南农业大学-能 2026-04-14 14/700 2026-04-16 14:41 by dingyanbo1
[考研] 26药学专硕105500求调剂 +6 喽哈加油 2026-04-13 7/350 2026-04-16 14:31 by zhouxiaoyu
[基金申请] RY:中国产出的科学垃圾论文,绝对数量和比例都世界第一 +7 zju2000 2026-04-14 18/900 2026-04-16 11:36 by 欢乐颂叶蓁
[考研] 求调剂学校 +14 不会吃肉 2026-04-13 16/800 2026-04-15 21:59 by noqvsozv
[考研] 245求调剂 +6 冰糖橘?汽水 2026-04-13 10/500 2026-04-14 10:49 by jyl0317
[考研] 085600材料与化工329分求调剂 +24 叶zilin 2026-04-13 25/1250 2026-04-14 09:20 by 试管破裂
[考研] 085600材料与化工349分求调剂 +16 李木子啊哈哈 2026-04-12 17/850 2026-04-14 09:11 by fenglj492
[考研] 一志愿中南大学 0855 机械 286 求调剂 +11 不会吃肉 2026-04-12 11/550 2026-04-13 21:59 by bljnqdcc
信息提示
请填处理意见