本文關(guān)鍵詞：周期調(diào)制PT對稱光學(xué)波導(dǎo)體系的動力學(xué)及其調(diào)控

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【摘要】：宇稱-時間(PT)對稱的光學(xué)波導(dǎo)體系具有獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì),在光子信息處理以及集成光學(xué)方面具有重要的潛在應(yīng)用價值,因此激起了廣泛地研究興趣。在所有關(guān)于PT對稱光學(xué)波導(dǎo)體系的研究中,PT對稱性的調(diào)控是一個最基本、最重要的問題,而且也是光束傳播動力學(xué)控制的核心內(nèi)容。因此,人們迫切希望能夠?qū)ふ乙惶追奖愣行Э刂芇T對稱性的方法。本文以PT對稱的少通道光學(xué)波導(dǎo)體系為研究對象,來說明怎樣通過調(diào)節(jié)外場激光去操控體系的PT對稱性及其動力學(xué)。本文的結(jié)構(gòu)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(xué)中的研究進(jìn)展。第二章,我們分析地研究了PT對稱光學(xué)耦合器中的傳播動力學(xué)及其PT對稱性的調(diào)控。我們分析地給出了光束在PT對稱光學(xué)耦合器中傳播動力學(xué)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(qiáng)在兩個波導(dǎo)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(dǎo)入射,光強(qiáng)總是局域在有增益的波導(dǎo)中傳播。我們的分析結(jié)果很好地解釋了最近的實驗結(jié)果[Nat.Phys.6,192(2010)]。進(jìn)一步,我們還探索了如何利用周期調(diào)制去調(diào)控體系的PT對稱性,從而有效地去控制體系的傳播動力學(xué)。第三章,我們研究了PT對稱光學(xué)耦合器中增益和耗散的Floquet控制。通過周期地調(diào)制兩波導(dǎo)間的耦合強(qiáng)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(diào)制成一個有效的厄米體系,有效的厄米體系對應(yīng)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(diào)制將體系PT對稱性調(diào)窄的研究結(jié)果不同,我們可以利用周期調(diào)制將體系PT對稱性調(diào)寬。進(jìn)一步,我們還探討了體系的隧穿動力學(xué)及其相應(yīng)的光學(xué)模擬。第四章,我們進(jìn)一步將體系擴(kuò)展到周期調(diào)制的非厄米四通道光學(xué)波導(dǎo)體系。在高頻極限下分析地給出了體系的準(zhǔn)能譜。研究發(fā)現(xiàn),對于沒有調(diào)制的非厄米四通道光學(xué)波導(dǎo)體系不具有完全的實能譜,而對于周期調(diào)制的體系不僅具有完全的實能譜,而且還可通過周期調(diào)制去調(diào)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(jìn)一步探討了體系的隧穿動力學(xué),發(fā)現(xiàn)可以利用周期調(diào)制去操控光在四通道波導(dǎo)中隧穿的方向。第五章,總結(jié)和展望。整個文章中,我們將探索如何利用周期調(diào)制去調(diào)控PT對稱少通道光學(xué)波導(dǎo)體系的PT對稱性和隧穿動力學(xué)。作者的研究工作主要集中在第二,三,四章。
【關(guān)鍵詞】：PT對稱性 光學(xué)波導(dǎo) 周期調(diào)制 隧穿動力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：吉首大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(xué)中的研究12-14
• 1.2 PT對稱性的調(diào)控14-15
• 1.3 本文主要內(nèi)容15-17
• 第2章 PT對稱光學(xué)耦合器中的動力學(xué)17-27
• 2.1 引言17-18
• 2.2 未調(diào)制體系的PT對稱性及其動力學(xué)18-22
• 2.3 周期調(diào)制體系的PT對稱性及其動力學(xué)調(diào)控22-26
• 2.4 小結(jié)26-27
• 第3章 PT對稱光學(xué)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(xué)實現(xiàn)33-35
• 3.4 小結(jié)35-36
• 第4章 周期調(diào)制非厄米四通道光學(xué)波導(dǎo)體系的動力學(xué)及其調(diào)控36-46
• 4.1 物理模型36-38
• 4.2 實準(zhǔn)能譜38-40
• 4.3 動力學(xué)及其調(diào)控40-45
• 4.4 小結(jié)45-46
• 第5章 總結(jié)與展望46-47
• 致謝47-48
• 參考文獻(xiàn)48-53
• 作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果53

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本文編號：1105011