二維光子晶體負(fù)折射現(xiàn)象的研究.pdf

1、光子晶體與左手材料均是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),在微波與光學(xué)領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用前景。二維光子晶體由于其加工工藝較三維光子晶體簡(jiǎn)單,容易引入缺陷,以及應(yīng)用廣泛而格外受到重視。借助于二維時(shí)域有限差分(FDTD)仿真方法,本文對(duì)二維光子晶體的等效負(fù)折射特性、共振激發(fā)效應(yīng)以及等效負(fù)折射光子晶體(NR-PC)平板透鏡在目標(biāo)探測(cè)成像中的應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)研究。具體的研究?jī)?nèi)容及研究成果包括以下幾個(gè)方面:
　　 (1)用時(shí)域有限差分法研究了二維三角結(jié)構(gòu)的等效

2、負(fù)折射率光子晶體透射譜,用Bloch波共振激發(fā)效應(yīng)來(lái)描述光在該結(jié)構(gòu)晶體中的傳播。在仿真中,通過(guò)改變?nèi)肷涔獠l率及光子晶體結(jié)構(gòu)參數(shù),得到光子晶體共振模,即在共振頻率處出現(xiàn)的唯一的極強(qiáng)的透射峰值。從而找到有效提高光子晶體的光能透射率(光子晶體光波的出射和入射平均能流的比值)的途徑,獲得了具有較高透射率的光子晶體。
　　 (2)通過(guò)FDTD方法仿真NR-PC平板透鏡在真空中的聚焦過(guò)程,仿真結(jié)果顯示,NR-PC平板透鏡可以在透鏡的另一側(cè)

3、自動(dòng)聚焦發(fā)自點(diǎn)源的光波,并達(dá)到亞波長(zhǎng)的聚焦分辨率。同時(shí),研究發(fā)現(xiàn)平板透鏡的厚度以及損耗會(huì)對(duì)聚焦分辨率產(chǎn)生較大的影響。
　　 (3)使用NR-PC平板透鏡對(duì)真空中柱狀理想導(dǎo)體目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)成像,仿真結(jié)果顯示,NR-PC平板透鏡可以對(duì)目標(biāo)的后向散射電磁波進(jìn)行再聚焦。因此,利用NR-PC平板透鏡,無(wú)需調(diào)整透鏡,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)近場(chǎng)目標(biāo)的掃描探測(cè)成像。借助于FDTD仿真方法還優(yōu)化了掃描探測(cè)成像系統(tǒng)的性能,得到了掃描探測(cè)的最佳成像方案；最后還研究