Comsol光子晶体板谷态。
建模第一步,先定义晶格常数a=500nm,代码里直接上参数:a = 500e-9;。别小看这个纳米级的操作,电磁波在这儿跳广场舞的队形就靠它了。接着画六边形蜂窝结构,直接调用多边形工具:
hexagon = model.geom.create('hexagon', 'Polygon'); model.geom('hexagon').set('type', 'regular'); model.geom('hexagon').set('nsides', 6); model.geom('hexagon').set('rot', '30[deg]');注意那个30度旋转参数,这玩意儿能让晶格对称性乖乖听话。材料设置阶段记得玩点花的——在介质柱和基板之间搞折射率反差。代码里直接写n_eff = 3.45;,数值别手软,太小了电磁波压根不甩你。
Comsol光子晶体板谷态。
边界条件才是重头戏,周期性边界要像拉链一样把结构缝起来。这段代码要背熟:
model.physics('emw').feature('pc1').set('PhaseDelay_Ex', 'kx*a'); model.physics('emw').feature('pc1').set('PhaseDelay_Ey', 'ky*a');kx和ky这俩兄弟控制着布洛赫波的相位,数值扫起来就像在K空间里玩贪吃蛇。网格剖分别犯强迫症,自适应网格+边界层细化才是王道,看看这个骚操作:
model.mesh('mesh1').feature('size').set('hgrad', 1.5); model.mesh('mesh1').feature('ftet1').set('faceselect', [4,5]);跑完仿真别急着截图,电场分布得用彩虹色标才够赛博。谷态特征藏在Γ点附近的能带折叠里,注意看TM模和TE模怎么在频段里玩二人转。最后用参数扫描批量生产数据时,记得加这句防崩溃:
model.study('std1').feature('param').set('pname', {'kx','ky'});建模完发现带隙里藏着个类狄拉克锥,别慌,那是谷霍尔效应在作妖。调晶格常数就像拧水龙头,数值差个10nm能让能带结构从广场舞变芭蕾。记住,玩转光子晶体板的关键在于让电磁波既保持队形又偶尔出轨,这个度把握好了,谷态传输比德芙还丝滑。