等離子體週期性介質結構電磁特性及應用研究（簡體書）

等離子體週期性介質結構是等離子體與其他種類的介質在空間中形成的具有特定規律的分佈結構,結構中基本包含了等離子體光子晶體和等離子體超材料兩個重要的分支,這些材料已經作為一種新興的材料廣泛地應用于各類微波器件的設計中。等離子體自身的可調諧和磁光效應等特性使得等離子體週期性介質結構具有更為廣泛的應用前景和實用價值。
本書主要包括三部分:第一部分介紹光子晶體及等離子體光子晶體的物理特性和相關算法,並對主流計算光子晶體的技術進行了介紹,尤其重點闡述了主流算法在處理等離子體光子時的缺陷及解決方案(第1～2章);第二部分主要是對一維、二維和三維等離子體光子晶體的理論分析,並對相關器件設計進行了闡述(第3～8章);第三部分對等離子體光子晶體及其器件進行了仿真與實驗,對基於等離子體超材料的微波器件設計進行了介紹(第9～10章)。
本書可供在微波技術、計算電磁學、光學、光電信息科學與工程、通信工程、電子科學與技術、應用物理和凝聚態物理等領域從事研究和開發工作的科技人員參考,也可作為高等院校相關專業的高年級本科生、研究生和教師的參考書。

第 1章 等離子體週期性介質結構概述 1



1.1 光子晶體理論及發展概況 3



1.2 等離子體光子晶體研究概況 20



1.3 光子晶體的計算方法 26



第 2章 等離子體週期性介質結構的計算方法 50



2.1 等離子體光子晶體的常用計算方法 51



2.2 等離子體光子晶體的FDTD方法 53



2.3 等離子體光子晶體的PWE方法 56



2.4 等離子體光子晶體的FDFD方法 66



2.5 技術小結 71



第3章 基於一維等離子體光子晶體的全向反射器設計 73



3.1 基於拼接技術的全向反射器的設計 74



3.2 基於匹配層技術的全向反射器的設計 82



3.3 基於變週期結構的全向反射器的設計 89



3.4 基於准週期或分形結構的全向反射器的設計 95



3.5 基於三元Fibonacci准週期結構的全向反射器的設計 101



3.6 基於改進型Fibonacci序列的全向反射器的設計 108



3.7 技術小結 118



第4章 二維等離子體光子晶體的電磁特性研究 119



4.1 二維等離子體光子晶體的禁帶特性 120



4.2 二維磁化等離子體光子晶體的色散特性 129



4.3 有限週期結構的二維等離子體光子晶體的傳輸特性 150



4.4 新型二維等離子體光子晶體的禁帶特性 157



4.5 技術小結 167



第5章 二維等離子體光子晶體器件設計 169



5.1 二維等離子體光子晶體中的線缺陷與點缺陷 170



5.2 二維等離子體光子晶體全向禁帶的展寬技術 183



5.3 二維等離子體光子晶體的全角負折射特性 196



5.4 基於二維等離子體光子晶體的全向反射器 212



5.5 技術小結 225



第6章 三維等離子體光子晶體的電磁特性 229



6.1 三維立方體晶格等離子體光子晶體的禁帶特性 230



6.2 三維鑽石晶格等離子體光子晶體的色散特性 240



6.3 非尋常波在三維磁化等離子體光子晶體中的色散特性 251



6.4 RCP波在三維磁化等離子體光子晶體中的色散特性 263



6.5 技術小結 276



第7章 三維等離子體光子晶體的禁帶展寬技術 278



7.1 改變晶格結構實現對三維等離子體光子晶體禁帶的展寬 279



7.2 三維各向異性等離子體光子晶體的禁帶特性 287



7.3 RCP波在三維各向異性磁化等離子體光子晶體中的禁帶特性 299



7.4 非尋常波在三維各向異性磁化等離子體光子晶體中的色散特性 313



7.5 技術小結 325



第8章 三維等離子體光子晶體的器件設計及其應用 328



8.1 基於三維等離子體光子晶體的光開關設計 330



8.2 磁光Faraday效應下RCP波光開關的設計 340



8.3 磁光Voigt效應下非尋常波光開關的設計 352



8.4 技術小結 361



第9章 等離子體光子晶體及其器件的仿真與實驗 364



9.1 等離子體光子晶體的仿真與實驗365



9.2 等離子體光子晶體吸波器的實現與仿真 382



9.3 技術小結 398



第 10章 基於等離子體超材料的微波器件設計 402



10.1 一種新型可調諧寬帶吸波器的設計 402



10.2 基於等離子體超材料的超寬帶吸波器的設計 409



10.3 一種帶寬展寬的等離子體超材料吸波器的設計 417



10.4 一種波束掃描固態等離子體超表面的設計 425



10.5 技術小結 430



後記 432



參考文獻 435



名詞索引 462