二維磁光光子晶體單向邊界模式的耦合效應(yīng).pdf

1、近年來(lái)，基于磁光材料光子晶體的單向邊界態(tài)的研究，無(wú)論是基礎(chǔ)研究還是應(yīng)用研究方面都吸引了無(wú)數(shù)的科學(xué)工作者的目光。對(duì)磁光光子晶體施加外界偏置磁場(chǎng)，會(huì)產(chǎn)生旋電或旋磁各向異性，其時(shí)間反演對(duì)稱性會(huì)遭到破壞，因而可以支持邊界模式的單向傳播。本文將在前人的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究磁光光子晶體單向邊界態(tài)的耦合效應(yīng)。到目前為止，大多數(shù)研究將目光投注于單個(gè)單向邊界態(tài)，磁光光子晶體單向邊界模式的耦合的研究還比較少，而單向邊界模式的耦合卻會(huì)產(chǎn)生一些比較有趣的現(xiàn)象，這些

2、現(xiàn)象包括：慢光波導(dǎo)，單向空氣波導(dǎo)和磁光存儲(chǔ)系統(tǒng)等。本文研究的主要內(nèi)容如下：
　　設(shè)計(jì)了一種新型的慢光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，該慢光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)磁光光子晶體通過(guò)一定的耦合距離構(gòu)成。磁光光子晶體在外界磁場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生單向邊界模式，如果對(duì)兩個(gè)磁光光子晶體施加方向相同的外界偏置磁場(chǎng)，兩個(gè)磁光光子晶體的上下邊界的單向邊界模式方向相反，將這兩個(gè)方向相反的邊界模式按照一定的耦合距離進(jìn)行耦合，會(huì)產(chǎn)生一定的耦合效應(yīng)；在耦合距離為1.5a時(shí)，能夠得到一條群速

3、率接近零的水平能帶。本文研究的慢光波導(dǎo)與一般的慢光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)在于：水平能帶的頻率位置與群速率的大小能夠隨外界磁場(chǎng)的大小而改變。
　　基于單向邊界模式耦合效應(yīng)，另外設(shè)計(jì)了一種單向空氣波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。雖然單向邊界模式能夠克服邊界上的瑕疵或者缺陷向前完美傳輸而不產(chǎn)生反射，但該單向邊界波導(dǎo)卻很難形成對(duì)稱集中的光束。為了得到對(duì)稱集中的單向空氣波導(dǎo)，對(duì)兩個(gè)磁光光子晶體施加方向相反的外界磁場(chǎng)，得到兩個(gè)群速率的方向相反的單向邊界模式，將這兩個(gè)單向邊界

4、模式按照一定的距離進(jìn)行耦合，在耦合距離為1.5a時(shí)，得到了理想的單向空氣波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。單向空氣波導(dǎo)模式不僅有單向邊界模式的優(yōu)點(diǎn)，即存在障礙物的情況下仍然保持單向傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，而且還有大的工作帶寬、高消光比的特點(diǎn)。與單向邊界波導(dǎo)相比，其優(yōu)越性在于能夠聚合電磁波能量而形成單向光束。
　　基于磁光光子晶體單向邊界模式與磁性微腔模式耦合的磁光存儲(chǔ)系統(tǒng)。光存儲(chǔ)系統(tǒng)是未來(lái)全光通信和全光計(jì)算的關(guān)鍵要素?；谟邢拊椒ǖ姆抡鎸?shí)驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)了一種新型的光