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可分离双周期结构的布洛赫色散和高频均匀化。 (英语) Zbl 1360.78015号

摘要:布洛赫波被认为是一类可显式求解的二维周期结构的光子结构模型;所选择的结构类别简化为耦合的一维问题。这些提供了测试渐近技术的基准,它们本身也很有趣。考虑了两种特殊情况:广义二维类Mathieu方程和分段常数棋盘形介质的方程;后者提供了一个理想的范例,因为得到的色散关系是明确的,并且实际上给出了布洛赫波唯一的二维、非平凡的色散关系。色散关系显示了许多热门特征,例如与慢光相对应的阻带和平坦色散曲线。说明性计算表明,全角度负折射在比正常频率更高的频率下发生,因此获得了透镜效应和遮蔽效应。
当波长和微观结构长度尺度相似时,可分离结构用于说明布里渊区边缘附近均匀化理论的有效性。人们普遍认为,传统的均匀化对于光子晶体的建模是无效的,因为当波长相对于微观结构的长度尺度较长时,它仅限于低频。在这里,高频均匀化理论不受传统的限制,用于在宏观尺度上生成有效的偏微分方程,通过平均量将微观尺度嵌入其中。

理学硕士:

78A30型 静电学和静磁学
78M40型 光学和电磁理论中的均匀化
35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程
35B27型 PDE背景下的均质化;周期结构介质中的偏微分方程
35C07型 行波解决方案
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