[发明专利]一种光子晶体屏蔽效果演示的方法

摘要

本发明属于无线电通讯技术领域，涉及一种光子晶体屏蔽效果演示的方法，将较高折射率的矩形玻璃柱按照木堆积结构的要求，纵横搭建规则排列组成堆积结构，在堆积结构的中央去掉部分矩形玻璃柱形成腔体，便于放置手机，腔体四周矩形玻璃柱为规则排列；把没有关闭的手机放入腔体，并对合式盖上上部分矩形玻璃柱，测得手机接受不到电磁信号；再把手机接通于通话状态后放入腔体，盖上上部分矩形玻璃柱，手机信号中断，屏蔽效果明显；其堆积工艺方法简单，演示成本低，实验稳定性高，操作简便，屏蔽效果明显，是一种新型屏蔽手机电磁信号的堆积结构。

主权项

一种光子晶体屏蔽效果演示的方法，其特征在于将较高折射率的矩形玻璃柱按照木堆积（woodpiles）结构的要求，纵横搭建规则排列组成堆积结构，在堆积结构的中央去掉部分矩形玻璃柱形成腔体，便于放置手机，腔体四周矩形玻璃柱为规则排列；其具体工艺步骤为：（1）、参数设置：采用平面波展开法计算设置所用矩形玻璃柱的玻璃材料的折射率、矩形玻璃柱的大小和排列参数；先将电磁波和周期性分布的介电常数展开成一系列平面波的叠加，再代入通用的Maxwell方程组将其化成一个本征方程，求解该本征方程的本征值得光子的带隙分布值；（2）、矩形玻璃柱尺寸和间距的确定：通过给定工作波长、介质折射率、晶格常数和结构禁带，进一步调整和优化结构参数，明确矩形玻璃柱的尺寸和间距；设定矩形玻璃柱的高和宽都为a，手机接收频率为fMHz，波长为λcm，通过稀土掺杂的矩形玻璃柱玻璃的折射率n=2.5，通过计算得矩形玻璃柱的高和宽a为0.492λ，矩形玻璃柱相互间距为2a，两侧的边距分别取0和1.5a，使手机的频率处在禁带的中央位置；（3）、堆积结构搭建：选取若干根相同尺寸的矩形玻璃柱，其高和宽为a=0.492λ，长度大于20a，将矩形玻璃柱规则堆积并四层一个循环；其中，第1层，横向排放，两侧离侧边1.5a，中间每相邻的两根矩形玻璃柱相距2a的空隙；第2层，纵向排放，两侧离侧边1.5a，中间每相邻的两根矩形玻璃柱相距2a的空隙；第3层，横向排放，靠边一侧矩形玻璃柱不留空隙，其余有2a的空隙；第4层，纵向排放，靠边一侧矩形玻璃柱不留空隙，其余有2a的空隙；5‑8层重复1‑4层的循环，并每个四层一个循环，总层数为4的倍数，搭建成供光子晶体演示的堆积结构；（4）堆积结构粘合和腔体设置：从堆积结构的中间对称分为上、下部分，分别将上、下部分的外侧面用强力胶粘合形成一体结构，在下部分的中央处将最上层的玻璃柱去掉na，n等于1‑6中的任意值，形成5a×na×a的腔体，用以放置手机；（5）实验演示：把没有关闭的手机放入腔体，并对合式盖上上部分矩形玻璃柱，测得手机接受不到电磁信号；再把手机接通于通话状态后放入腔体，盖上上部分矩形玻璃柱，手机信号中断，屏蔽效果明显。