相位動(dòng)態(tài)調(diào)制型光子晶格中光傳輸現(xiàn)象研究.pdf

1、光波傳輸一直以來(lái)都是光學(xué)領(lǐng)域的重要課題之一，對(duì)其研究將為集成光子器件的研發(fā)與設(shè)計(jì)提供重要的指導(dǎo)，在光信息處理和量子信息領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本論文在光子晶格中引入相位的動(dòng)態(tài)調(diào)制，基于光子的Aharonov-Bohm(A-B)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了光子的有效磁場(chǎng)，光子在相位動(dòng)態(tài)調(diào)制型光子晶格中的動(dòng)力學(xué)規(guī)律類似于電子受洛倫茲場(chǎng)的作用。通過(guò)在三層結(jié)構(gòu)的四方晶格陣列和含缺陷型光子晶格中引入相位動(dòng)態(tài)調(diào)制，成功構(gòu)建出具有人造磁場(chǎng)作用的晶格物理模型，研究發(fā)現(xiàn)了

2、相位動(dòng)態(tài)調(diào)制型光子晶格中光子的A-B捕獲效應(yīng)和二維非互易傳輸現(xiàn)象。我們的工作為在光子晶格中更好的調(diào)控光波提供了新的思路和方法，并為發(fā)展利用人造磁場(chǎng)控制其他中性粒子的研究奠定了基礎(chǔ)。本論文主要研究了以下內(nèi)容:
　　第一章闡述了相位動(dòng)態(tài)調(diào)制型光子晶格中有效磁場(chǎng)的產(chǎn)生機(jī)制，介紹了光子的A-B效應(yīng)和有效磁場(chǎng)中的典型光學(xué)現(xiàn)象。
　　第二章首先介紹了離散光學(xué)系統(tǒng)中的耦合模理論和平面波展開(kāi)法?；谝陨瞎鈧鬏斃碚摚谌龑咏Y(jié)構(gòu)的四方晶格陣列中

3、通過(guò)對(duì)最近鄰格點(diǎn)間的有效耦合系數(shù)引入動(dòng)態(tài)調(diào)制的相位因子，實(shí)現(xiàn)了光子的A-B效應(yīng)，推導(dǎo)出光傳輸?shù)膭?dòng)力學(xué)方程，并利用平面波展開(kāi)法求解并分析了晶格結(jié)構(gòu)的色散曲線，最后數(shù)值模擬了光波在晶格陣列中的傳輸現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)存在磁矢量相位因子時(shí)，在三層結(jié)構(gòu)的四方晶格陣列中可實(shí)現(xiàn)光波的線性局域，即實(shí)現(xiàn)了光子的A-B捕獲效應(yīng)。
　　第三章理論研究了含缺陷的相位動(dòng)態(tài)調(diào)制型光子晶格中的光傳輸機(jī)制。首先在周期性二層晶格中引入第三層晶格—缺陷，通過(guò)在缺陷晶格

4、點(diǎn)與最近鄰晶格點(diǎn)間引入相位的動(dòng)態(tài)調(diào)制，即在有效耦合系數(shù)中引入磁矢量相位因子，得到矢量磁環(huán)流，從而實(shí)現(xiàn)了光子的有效磁場(chǎng)，并討論了晶格場(chǎng)中的光場(chǎng)模式，以及光波傳輸時(shí)的透過(guò)率和反射率，最后數(shù)值模擬出晶格場(chǎng)中的光能量分布。研究發(fā)現(xiàn)在含缺陷的相位動(dòng)態(tài)調(diào)制型光子晶格中當(dāng)缺陷晶格點(diǎn)無(wú)損耗時(shí)可實(shí)現(xiàn)最佳的二維非互易光傳輸。
　　第四章是對(duì)本論文所做工作的總結(jié)和展望。總結(jié)了論文中的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)，指出一些需要改進(jìn)的地方，以及對(duì)后續(xù)工作的進(jìn)一步展開(kāi)提