本文關鍵詞：周期調制PT對稱光學波導體系的動力學及其調控

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【摘要】：宇稱-時間(PT)對稱的光學波導體系具有獨特的光學性質,在光子信息處理以及集成光學方面具有重要的潛在應用價值,因此激起了廣泛地研究興趣。在所有關于PT對稱光學波導體系的研究中,PT對稱性的調控是一個最基本、最重要的問題,而且也是光束傳播動力學控制的核心內容。因此,人們迫切希望能夠尋找一套方便而有效控制PT對稱性的方法。本文以PT對稱的少通道光學波導體系為研究對象,來說明怎樣通過調節(jié)外場激光去操控體系的PT對稱性及其動力學。本文的結構如下:第一章,我們介紹了PT對稱性的定義及其在量子物理和光學中的研究進展。第二章,我們分析地研究了PT對稱光學耦合器中的傳播動力學及其PT對稱性的調控。我們分析地給出了光束在PT對稱光學耦合器中傳播動力學方程的分析解。研究發(fā)現(xiàn)對于沒有破缺的PT對稱的情形,光強在兩個波導間振蕩地周期傳播,而對于破缺的PT對稱的情形,無論光從增益還是損耗的波導入射,光強總是局域在有增益的波導中傳播。我們的分析結果很好地解釋了最近的實驗結果[Nat.Phys.6,192(2010)]。進一步,我們還探索了如何利用周期調制去調控體系的PT對稱性,從而有效地去控制體系的傳播動力學。第三章,我們研究了PT對稱光學耦合器中增益和耗散的Floquet控制。通過周期地調制兩波導間的耦合強度,我們發(fā)現(xiàn)體系的增益和耗散可以被有效地Floquet控制。甚至一個初始的非厄米體系可以被調制成一個有效的厄米體系,有效的厄米體系對應于高頻情形下初始的非厄米體系。因此,與以前只能利用周期調制將體系PT對稱性調窄的研究結果不同,我們可以利用周期調制將體系PT對稱性調寬。進一步,我們還探討了體系的隧穿動力學及其相應的光學模擬。第四章,我們進一步將體系擴展到周期調制的非厄米四通道光學波導體系。在高頻極限下分析地給出了體系的準能譜。研究發(fā)現(xiàn),對于沒有調制的非厄米四通道光學波導體系不具有完全的實能譜,而對于周期調制的體系不僅具有完全的實能譜,而且還可通過周期調制去調節(jié)體系完全實能譜的參數(shù)范圍。另外,通過解析和數(shù)值的方法進一步探討了體系的隧穿動力學,發(fā)現(xiàn)可以利用周期調制去操控光在四通道波導中隧穿的方向。第五章,總結和展望。整個文章中,我們將探索如何利用周期調制去調控PT對稱少通道光學波導體系的PT對稱性和隧穿動力學。作者的研究工作主要集中在第二,三,四章。
【關鍵詞】：PT對稱性 光學波導 周期調制 隧穿動力學
【學位授予單位】：吉首大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN25;TN622
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 PT對稱性11-14
• 1.1.1 PT對稱性的定義11-12
• 1.1.2 PT對稱性在量子物理中的研究12
• 1.1.3 PT對稱性在光學中的研究12-14
• 1.2 PT對稱性的調控14-15
• 1.3 本文主要內容15-17
• 第2章 PT對稱光學耦合器中的動力學17-27
• 2.1 引言17-18
• 2.2 未調制體系的PT對稱性及其動力學18-22
• 2.3 周期調制體系的PT對稱性及其動力學調控22-26
• 2.4 小結26-27
• 第3章 PT對稱光學耦合器中增益和耗散的Floquet控制27-36
• 3.1 物理模型28-29
• 3.2 增益和耗散的Floquet控制29-33
• 3.3 光學實現(xiàn)33-35
• 3.4 小結35-36
• 第4章 周期調制非厄米四通道光學波導體系的動力學及其調控36-46
• 4.1 物理模型36-38
• 4.2 實準能譜38-40
• 4.3 動力學及其調控40-45
• 4.4 小結45-46
• 第5章 總結與展望46-47
• 致謝47-48
• 參考文獻48-53
• 作者在學期間取得的學術成果53

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本文編號：1105011