[发明专利]一种频率敏感自准直现象的实现方法

权利要求书

1.一种频率敏感自准直现象的实现方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤1、初步选定二维光子晶体晶格结构和材料参数，计算其TM模式下各个能带的等频图；

步骤2、通过调节光子晶体结构参数和材料参数，寻找到敏感自准直现象，即包含自准直等频线的一组“灯笼状”等频线；

步骤3、可继续调节光子晶体参数，降低自准直区域的群速度，提高频率敏感度；

步骤4、构造有限厚度的二维光子晶体平板，定义光子晶体平板的厚度为Z方向，二维平面为XY平面，该光子晶体平板在XY平面的结构参数和材料参数与步骤3中二维光子晶体情况相同；

步骤5、确定光子晶体平板厚度，在平板上下覆盖金属板，保证其TM模式在厚度方向只存在单模，即在厚度方向不存在电场值为零的节点；

步骤1中所述的二维光子晶体TM模式是指电场E垂直于二维平面的电磁波模式；

步骤5中所述的有限厚度光子晶体平板TM模式是指电场E垂直XY平面的电磁波模式。

2.根据权利要求1所述的频率敏感自准直现象的实现方法，其特征在于，步骤1中所述的光子晶体晶格结构为正方晶格、长方晶格、三角晶格、菱形晶格或六角晶格晶格结构。

3.根据权利要求1所述的频率敏感自准直现象的实现方法，其特征在于，步骤1中所述的光子晶体结构的原胞由多种材料构成，其内部结构为圆形、椭圆形、方形、长方形、或三角形几何形状。

4.根据权利要求1、2或3所述的频率敏感自准直现象的实现方法，其特征在于，步骤2中所述的光子晶体结构参数包括晶格矢量、各种材料填充比。

5.根据权利要求4所述的频率敏感自准直现象的实现方法，其特征在于，步骤2中所述的光子晶体材料参数包括原胞各种填充材料的折射率、介电常数、磁导率、导电率参数。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的频率敏感自准直现象在微波段的实现方法，其特征在于，步骤5中所述的金属板为铜、金或银，或者其它导电性好的金属。

7.根据权利要求6所述的频率敏感自准直现象的实现方法，其特征在于，步骤5中所述的光子晶体平板的厚度小于λ/2n，其中，λ为敏感自准直频率的真空波长，n为光子晶体的平均折射率。

8. 根据权利要求6所述的频率敏感自准直现象的实现方法，其特征在于，步骤5所述的光子晶体的平均折射率，其中f_k为各材料的填充率，ε_k为对应的相对介电常数。