中文摘要：

PBG结构最大的特点是拥有光子带隙，带隙内的模不能传出结构，被约束在缺陷中，由于结构只能支持带隙内的模传输，从而提供了抑制由尾场激励的高次模的可能。本课题分别用不同的数值方法计算了金属和介质棒三角阵列PBG结构以及光子晶体光纤带隙图，分析了约束主模、抑制高次模的条件。多次研制了X波段金属PBG谐振单腔，谐振腔的Q值从800提高到3800。首次提出了把最外层的部分金属棒替换为SiC棒吸收材料，计算表明可有效引出和吸收TM11偶极模，而对TM01加速模影响较小。采用基于"三频率"法的耦合器定量设计方法，完成了PBG结构耦合器的数值模拟设计与实验研究，工作频率附近，加速模的驻波比达到了1.06。另外，PBG 加速结构具有高梯度加速的潜力，为此，进行了介质-金属混合加载的PBG微波加速结构的设计与模拟；选择了光子晶体光纤中的out-plane-wave以满足纵向电场，使用了超级晶胞的周期化近似方法对引入缺陷的光子晶体光纤结构进行了计算，优化了加速结构尺寸。推导和使用了全向量平面波展开法计算Woodpile三维光子晶体的带隙分布，给出了用FDTD方法对该种结构设计的方案。