一维微等离子体光子晶体的太赫兹带隙特征调控

• 作者: 杨璐 陈玉秀 吴淑群 刘旭晖 欧阳帆 张潮海
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 太赫兹波 微等离子体光子晶体 禁带特性 窄通带 微等离子体
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 高压放电与等离子体应用专题|Special Issue on Applications of High-voltage Discharge and Plasmas
• 页码范围: 865-875
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20210094

摘要

调控太赫兹波传播是太赫兹技术应用的基础.从麦克斯韦方程组和电子动量守恒方程出发,推导了等离子体的相对介电系数和电导率.在此基础上,从理论和仿真两个层面,论证了一维微等离子体光子晶体(MPPC)用于太赫兹带隙特征调控的可行性,结果表明:在无缺陷的一维MPPC 中,当电子数密度低于1015 cm-3 时,电子数密度的改变对第一太赫兹禁带影响较微弱;当电子数密度从1015 cm-3 继续升高到1016 cm-3 时,第一禁带的中心频率向高频偏移110 GHz,第一禁带的宽度增加约200 GHz.气压从50.5 kPa 增大到202 kPa,第一禁带的中心频率从0.871 THz 下降到0.79 THz.在含单个缺陷的一维MPPC 中,当电子数密度从1014 cm-3增加至1015 cm-3时,窄通带的中心频率偏移约24 GHz.由此可见,在光子晶体中引入微等离子体后,其能够对太赫兹波传播进行调制.