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关于二维光子带隙结构能带的时域伪谱法研究(2012年)

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简介:
本研究聚焦于二维光子带隙结构的能带特性分析,采用时域伪谱法进行高效计算。探讨该方法在光学领域中的应用潜力及优势。 基于Bloth定理推导了伪周期电磁场的麦克斯韦方程,并采用时域伪谱(PSTD)法分析二维光子带隙结构(PBG)的能带特性,通过对空间微分进行傅里叶变换离散化而非差分近似处理,实现了从空域到伪谱域的空间转换。计算结果与平面波展开方法所得结论一致,并且探讨了不同截面形状在各种典型点阵结构中的物理特性。

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客服
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  • 2012
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    本研究聚焦于二维光子带隙结构的能带特性分析,采用时域伪谱法进行高效计算。探讨该方法在光学领域中的应用潜力及优势。 基于Bloth定理推导了伪周期电磁场的麦克斯韦方程,并采用时域伪谱(PSTD)法分析二维光子带隙结构(PBG)的能带特性,通过对空间微分进行傅里叶变换离散化而非差分近似处理,实现了从空域到伪谱域的空间转换。计算结果与平面波展开方法所得结论一致,并且探讨了不同截面形状在各种典型点阵结构中的物理特性。
  • 晶体_fdtd.rar_晶体_matlab__晶体
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    本资源为基于MATLAB的FDTD仿真程序,用于计算二维光子晶体的带隙结构。适用于研究与设计领域中光子晶体的光学特性分析。 利用FDTD计算二维光子晶体带隙的Matlab源程序。
  • 平面波展开晶体MATLAB计算.pdf
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    本论文利用MATLAB软件和平面波展开法对二维光子晶体的带隙结构进行数值模拟与分析,探讨不同参数下的光学特性。 平面波展开法是一种基于群论和对称性分析的数学方法,在凝聚态物理、固体物理等领域有着广泛的应用。随着光子晶体研究的深入发展,该方法也被引入到这一新兴领域中,用于计算并研究光子晶体带隙结构。这种计算对于光学器件的设计与制造至关重要。 光子晶体是一种具有周期性介电常数分布的人工材料。通过精心设计其内部结构参数,可以形成特定的带隙结构,从而阻止或允许某些频率范围内的电磁波在其内部传播。由于对光子晶体带隙特性的理解有助于新型光学器件的设计和开发,因此研究人员一直在寻求更高效的计算方法。 平面波展开法在这种背景下应运而生。该方法将电磁场问题转化为求解本征方程的问题,并通过寻找电磁场的本征模式来推算出光子晶体的具体带隙结构信息。此过程利用傅里叶级数对周期性介电函数进行展开,同时将电磁场表示为平面波的形式,然后代入麦克斯韦方程中求解。 作为一款强大的数学软件平台,Matlab以其卓越的数值计算和矩阵运算能力,在科学与工程领域得到广泛应用。这些特性使得它成为执行平面波展开法的理想工具。在Matlab环境中实现光子晶体带隙结构的计算,可以通过编写特定算法并利用该软件提供的丰富数学库来完成复杂的任务。 实际应用中,需要设定诸如晶格常数、介电常数及对称性等关键参数以确定光子晶体的具体特性。通过调整这些变量,在Matlab内可以模拟出不同条件下带隙结构的变化情况,并进行细致的分析比较。 借助于Matlab提供的计算结果,研究者能够深入理解光子晶体的相关物理性质;同时也能为实际光学器件设计提供宝贵的参考依据。例如,根据在软件中得到的数据信息,设计师可以根据需要调整材料参数以制造出具有特定功能的新式光学设备如波导、滤波器和光开关等。 此外,Matlab的工具箱还能帮助研究人员预测新型光子晶体材质特有的带隙特性,并推动相关领域的创新与发展。随着对这一领域研究不断深入以及技术进步,平面波展开法结合Matlab数值计算能力为探索复杂电磁场问题提供了强有力的支持手段。通过这种方法的研究成果,可以设计出性能更优的光学器件并助力于整个光子学科技的进步。 总之,利用平面波展开法和Matlab强大的数值分析功能相结合的方式,能够精确地推算与解析光子晶体带隙结构的特点,并为开发高性能光学器件提供技术支持。随着相关研究领域的拓展和技术革新不断推进,这一方法的应用前景将会越来越广阔。
  • 一类局共振型声晶体梁(2011
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    本研究聚焦于分析一种新型局域共振型声子晶体梁,探讨其独特的动态特性及声学带隙形成机制,为高性能声学器件设计提供理论依据。 针对局域共振带隙生成机理问题,本段落提出了一种由树脂基体、硫化橡胶套和铅套构成的一维局域共振型声子晶体梁结构,并对其弯曲振动传输特性进行了有限元分析,研究了带隙起止频率的形成机制,并给出了相应的简化计算模型。结果表明:该声子晶体梁能够产生低频带隙;带隙的起始频率由局部振子的摆动模式决定,相邻振子间的相位排列关系没有明显的规律性;而带隙截止频率则由振子和基体之间的反向横向弯曲振动模式所决定,并且相邻单元之间呈现出反相关系。
  • 晶体仿真模型
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    本研究构建了一维声子晶体结构,并通过计算机仿真技术对其能带和带隙进行了详细分析,旨在探索新型材料中的低热导率机制。 一维声子晶体结构的能带与带隙仿真模型探讨了一维声子晶体中的结构带隙特性,并提出相应的仿真模型。研究内容涵盖了声子晶体的基本结构、带隙特性和基于这些特性的仿真模拟方法,以期为相关领域的理论分析和实验设计提供参考依据。
  • D3squTE.zip_Comosol 晶体_三_有限元计算
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    本项目D3squTE采用Comsol软件进行三维光子晶体中光子带隙的有限元分析,探索和优化材料结构以实现宽带隙效应。 利用有限元法,在COMSOL和MATLAB软件上计算光子晶体的三维带隙。
  • Ku波段宽天线设计 (2012)
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    本论文专注于Ku波段宽带微带天线的设计与优化,探讨了其在卫星通信中的应用潜力,提出了一种新颖高效的天线结构设计。 本段落提出了一种新型Ku波段宽频带微带天线的设计方法。该设计通过在接地板上开设H型缝隙进行耦合馈电,并在辐射贴片表面添加矩形缝隙以扩展工作带宽,同时还在天线底部增设反射板来提高增益并优化方向图的前后比性能。利用高频仿真软件HFSS对该设计方案进行了模拟和优化,结果显示该结构天线具有良好的宽带谐振特性:回波损耗低于-10 dB,阻抗相对带宽达到39.8%,交叉极化电平小于-28 dB,并且前后比超过19 dB。
  • 模型下晶体计算及周期性和元胞分析
    优质
    本研究探讨了在三维模型中对二维声子晶体进行能带计算的方法,并深入分析其周期性结构与元胞带隙特性,为声学超材料设计提供理论依据。 二维声子晶体在三维模型下的能带计算涉及周期性结构的元胞带隙重新计算问题,需要特别关注板类声子晶体制备过程中的三维模型能带计算方法。
  • 利用COMSOL模拟正方形晶体
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    本研究使用COMSOL软件对二维正方形晶格结构的光子晶体进行了能带结构的数值仿真和分析,探讨了其光学特性。 利用COMSOL仿真二维正方晶格光子晶体的能带。