含負(fù)折射率介質(zhì)一維光子晶體相干熱輻射的研究.pdf

1、增強(qiáng)熱輻射以及控制熱輻射的波長和傳播方向（即提高熱輻射的相干性）在很多應(yīng)用領(lǐng)域都有著極其重要的意義，例如在光電子和能量轉(zhuǎn)化方面。到目前為止已有很多的人工微結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)相干熱輻射，其中包括光柵結(jié)構(gòu)、含極化材料或金屬的多層膜結(jié)構(gòu)、光子晶體結(jié)構(gòu)、超材料等。這些結(jié)構(gòu)都可以在某一特定方向很小的輻射角內(nèi)輻射頻率范圍很窄的光波。本文所研究的內(nèi)容是利用含負(fù)折射率介質(zhì)的一維光子晶體這種人工結(jié)構(gòu)的某些特點(diǎn)產(chǎn)生相干熱輻射。
　　首先，從麥克斯韋方程出發(fā)

2、給出了負(fù)折射率介質(zhì)的一些基本特性。并利用傳輸矩陣方法導(dǎo)出了含負(fù)折射率介質(zhì)的一維光子晶體結(jié)構(gòu)的光強(qiáng)反射率表達(dá)式、光強(qiáng)透射率表達(dá)式、光強(qiáng)分布表達(dá)式以及色散關(guān)系表達(dá)式。這些工作為后續(xù)內(nèi)容的理論基礎(chǔ)。
　　然后，設(shè)計(jì)了三種產(chǎn)生相干熱輻射的結(jié)構(gòu)并進(jìn)行數(shù)值模擬，這三種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱輻射的方式分別為：光子晶體缺陷模產(chǎn)生相干熱輻射，光量子阱共振模產(chǎn)生相干熱輻射，有限周期光子晶體隧穿模產(chǎn)生相干熱輻射。其中前兩種結(jié)構(gòu)都利用了含負(fù)折射率介質(zhì)的一維光子晶體z