Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

A study of a three-dimensional photonic band-gap material in the microwave region.

A study of a three-dimensional photonic band-gap material in the microwave region. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Fagerström Jan, Leijon Stig, Gustafsson Nils, Martin Torleif
Ort: Linköping
Sidor: 38
Utgivningsår: 2000
Publiceringsdatum: 2000-08-18
Rapportnummer: (FOA-R--00-01566-408)
Nyckelord pgotonic band-gap, microwaves, transmission, reflection, electromagnetic field, FDTD, fotoniskt bandgap, mikrovågor, transmission, reflektion, elektromagnetiskt fält, 31, 34, I3101
Sammanfattning En fotonisk bandgapskristall för mikrovågsområdet har tillverkats och karaktäriserats med mätningar och beräkningar. Materialet har karaktäristiska egenskaper för tredimensionella fotonbandgapsmaterial. Transmissions- och reflexionsmätningar visar att materialet har ett första bandgap vid 10.9-13.1 GHz. Dämpningen av den transmitterade amplituden är typiskt -40 dB i det första bandgapet, medan dämpningen inom banden ligger nära 0 dB, med smala minima orsakade av interferens ner till -8 dB. Beräknade transmissions- och reflexionsspektra stämmer kvalitativt med mätningar. Elektriska flödestätheten, och tidsmedelvärdet av Poynting vektor (flödet av elektromagnetisk effekt) har beräknats på ett plan, parallellt med infallsriktningen, genom en modell av kristallen. Nära det första bandgapet har den elektriska flödestätheten karaktäristiska egenskaper för stående vågor i fotonbandgapsmaterial. Områdena med hög relativ dielektricitetskonstant har noder precis över, och amplitudmaxima precis under bandgapet. Elektriska flödestätheten och Poynting vektor är starkt reducerade vid 9-12 GHz, vilket motsvarar det första bandgapet. Vidare spekuleras om möjligheten att skapa absorberande tredimensionella fotoniska bandgapsmaterial. Slutligen ges ett antal förslag på lämpliga problem för framtida forskning inom fotoniska bandgapsstrukturer.
Abstract A microwave photonic crystal has been constructed and characterized experimentally and computationally. The material has prominent electromagnetic features characteristic of a threedimensional photonic band structure material. Measurements of transmission and reflection coefficients show that the material has a first band-gap (i. e., a frequency gap where extended modes are forbidden) between 10.9-13.1 GHz. The damping of transmitted amplitude is typically -40 dB in this band-gap, and close to 0 dB (with dips due to interference effects reaching down to -8 dB) within the bands (i. e., at frequencies where extended modes are allowed). Calculated transmission and reflection spectra agree qualitatively with measurements. The electric flux density and the time average Poynting vector (flow of electromagnetic power), have been calculated on a plane cut, parallell to the direction of incidence, through a model of the photonic crystal. Close to the first band-gap, the electric flux density amplitude has properties characteristic of standing wave modes in photonic band-gap crystals. In particular, the high-Epsilon r regions contain amplitude nodes right above the gap, and amplitude maxima right below the gap. The electric flux density and the Poynting vector are strongly reduced at 9-12 GHz. This region corresponds well to the first band-gap. It is contemplated how a three-dimensional photonic band structure material can be made microwave absorbing. Finally, a list of problems suitable for future research in the area of photonic band structures is given.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182