声光子晶体带隙特性与声光耦合作用研究综述

发布时间：2018-04-10 06:25

  本文选题：光子晶体　切入点：声子晶体　出处：《力学学报》2017年04期

【摘要】：声光子晶体是一种同时具有光子和声子带隙的周期性结构.声光子晶体为同时控制电磁波和弹性波的传播提供了一个系统的平台,并在光学、声学及声光多功能器件、腔光力学等领域展现了十分广阔的应用前景.论文首先介绍了声光子晶体的基本概念,包括声光子晶体的材料、空间周期分类、能带结构的计算方法等;阐述了不同体系下声光子晶体双重带隙的特性,以及拓扑优化方法在声光子晶体带隙优化方面的应用;然后简要介绍了腔光力学,以及计算声光耦合作用的准静态方法和光力耦合系数方法,并针对当前各种声光子晶体结构中声光耦合作用的研究进行了阐述;还进一步介绍了声光子晶体波导和传感器的相关研究;最后,基于当前声光子晶体的研究进展对未来的研究方向进行了展望,其中涉及到增强声光子晶体谐振腔的声光相互作用、三维声光子晶体的研究、声光超构材料的设计、声光子晶体器件设计与应用等.
[Abstract]:Acoustic photonic crystals are periodic structures with both photonic and phononic band gaps.Acoustic photonic crystals provide a systematic platform for controlling the propagation of both electromagnetic and elastic waves at the same time. They have been widely used in the fields of optics, acoustics, acousto-optic multifunctional devices, cavity and optical mechanics and so on.In this paper, the basic concepts of acousto-photonic crystal are introduced, including the material of acousto-photonic crystal, the classification of spatial period, the calculation method of energy band structure, and the characteristics of dual-band gap of acousto-photonic crystal under different systems.And the application of topological optimization method in the optimization of band gap of photonic acoustic crystals, then the cavity optomechanics, the quasi-static method for calculating acousto-optic coupling and the method of optical-force coupling coefficient are introduced briefly.The research of acousto-optic coupling in various kinds of acousto-photonic crystal structures is discussed, and the research of acousto-photonic crystal waveguides and sensors is further introduced.Based on the research progress of acousto-photonic crystal, the future research direction is prospected, which involves the enhancement of acousto-optic interaction in acousto-photonic crystal resonator, the study of three-dimensional acousto-photonic crystal, and the design of acousto-optic superstructure material.Design and application of acoustic photonic crystal devices.
【作者单位】： 北京交通大学工程力学所;德国锡根大学土木工程系;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(11372031,11532001)
【分类号】：O73

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