相位動態(tài)調制型光子晶格中光傳輸現(xiàn)象研究.pdf

1、光波傳輸一直以來都是光學領域的重要課題之一，對其研究將為集成光子器件的研發(fā)與設計提供重要的指導，在光信息處理和量子信息領域具有重要的應用價值。本論文在光子晶格中引入相位的動態(tài)調制，基于光子的Aharonov-Bohm(A-B)效應實現(xiàn)了光子的有效磁場，光子在相位動態(tài)調制型光子晶格中的動力學規(guī)律類似于電子受洛倫茲場的作用。通過在三層結構的四方晶格陣列和含缺陷型光子晶格中引入相位動態(tài)調制，成功構建出具有人造磁場作用的晶格物理模型，研究發(fā)現(xiàn)了

2、相位動態(tài)調制型光子晶格中光子的A-B捕獲效應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控光波提供了新的思路和方法，并為發(fā)展利用人造磁場控制其他中性粒子的研究奠定了基礎。本論文主要研究了以下內(nèi)容:
　　第一章闡述了相位動態(tài)調制型光子晶格中有效磁場的產(chǎn)生機制，介紹了光子的A-B效應和有效磁場中的典型光學現(xiàn)象。
　　第二章首先介紹了離散光學系統(tǒng)中的耦合模理論和平面波展開法?；谝陨瞎鈧鬏斃碚?，在三層結構的四方晶格陣列中

3、通過對最近鄰格點間的有效耦合系數(shù)引入動態(tài)調制的相位因子，實現(xiàn)了光子的A-B效應，推導出光傳輸?shù)膭恿W方程，并利用平面波展開法求解并分析了晶格結構的色散曲線，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)當存在磁矢量相位因子時，在三層結構的四方晶格陣列中可實現(xiàn)光波的線性局域，即實現(xiàn)了光子的A-B捕獲效應。
　　第三章理論研究了含缺陷的相位動態(tài)調制型光子晶格中的光傳輸機制。首先在周期性二層晶格中引入第三層晶格—缺陷，通過在缺陷晶格

4、點與最近鄰晶格點間引入相位的動態(tài)調制，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，從而實現(xiàn)了光子的有效磁場，并討論了晶格場中的光場模式，以及光波傳輸時的透過率和反射率，最后數(shù)值模擬出晶格場中的光能量分布。研究發(fā)現(xiàn)在含缺陷的相位動態(tài)調制型光子晶格中當缺陷晶格點無損耗時可實現(xiàn)最佳的二維非互易光傳輸。
　　第四章是對本論文所做工作的總結和展望?？偨Y了論文中的主要工作和創(chuàng)新點，指出一些需要改進的地方，以及對后續(xù)工作的進一步展開提