2022-2023学年高二物理竞赛课件：光子晶体和光子带隙结构

光子晶体和光子带隙结构 光子晶体和光子带隙结构 基本概念 ●以上概念针对小m腔模与激子共振成立. ▲说明 ●若腔变宽，腔模频率降低，腔模频率间隔减小，直至趋近于体模。反之，若腔变窄，腔模频率增高，可能超过激子频率。 ●激子相驰豫时间大于 ▲带隙： 布拉格反射镜：两种折射率不同的介质层排列,每层厚度满足 面处光波相干叠加）， 反射率→1. （界 或光子态密度为0. ▲一维光子晶体 介质层和界面无损情况下， 越大， 带隙越宽；可以透过改变材料的折射率 或厚度来调整能隙位置。层数越多，反 射率越趋近1. 布拉格反射镜 FP腔模 多光束干涉 ▲电子与光的比较 △电子满足薛定谔方程为 设电子处于定态，波函数可以表示为 且满足 ●基本方程形式 △光波中电场强度满足的麦克斯韦方程为 定态光场 考虑 那么在足够小的频率范围内，存在 △比较 电子与光具有类似性质. 与 形式相似，只是 以上两方程均存在平面波解，色散关系为 电子 光子 ●在 条件下 ●考虑n在空间中呈微弱地周期性变化 若 不随位置改变，则有 若 可以选择 考虑 根据 仍然成立，于是 因此 即 同理，可得 $$