發(fā)布時間：2022-01-22 20:22

　　對光波的傳輸和演化行為的控制是光學(xué)研究的一個重要課題。人們提出了各種各樣的光學(xué)結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)對光束傳輸行為的控制,其中折射率呈周期變化的結(jié)構(gòu)在這方面占有十分重要的地位,這包括光子晶體、光子晶格、波導(dǎo)陣列等。通過能帶工程的設(shè)計,周期結(jié)構(gòu)極大地改變了光的空間色散特性,從而實現(xiàn)了對光的空間演化前所未有的操控。不同于光子晶體結(jié)構(gòu),光波在光子晶格或者波導(dǎo)陣列中的演化具有一個明確的傳輸方向（縱向）。在該方向上,晶格或者陣列的折射率一般是均勻不變的,折射率的調(diào)節(jié)僅僅發(fā)生在橫向上。近年來,人們意識到,折射率的縱向調(diào)節(jié)也可以作為一個新的設(shè)計自由度,用于對光束的空間行為施加獨特的控制。本論文圍繞波導(dǎo)或波導(dǎo)陣列結(jié)構(gòu)的縱向調(diào)制,研究了光在調(diào)制波導(dǎo)或者波導(dǎo)陣列中的演化行為,揭示了一些獨特的調(diào)控規(guī)律。研究的主要內(nèi)容和取得的主要成果如下:（1）旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)陣列中的光局域。一個縱向均勻的波導(dǎo)陣列,如果讓其圍繞中心作勻速轉(zhuǎn)動,則在其中傳輸?shù)墓馐鴷惺艿秸凵渎实目v向調(diào)制。我們研究陣列的旋轉(zhuǎn)對光模式的影響,發(fā)現(xiàn)在陣列的兩個特殊位置——中心和邊角處——均會出現(xiàn)新型的局域模式。中央局域模的出現(xiàn)是由于陣列旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致了周圍相對于中央折射率的... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1兩種典型的波導(dǎo)陣列：(a)一維波導(dǎo)陣列，(b)二維光纖陣列[11]

上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文 第一章 緒論的模式和模式之間的相互耦合來描述。顯然，耦合模理論僅當(dāng)波導(dǎo)與波導(dǎo)之間的間隔較遠(yuǎn)時才成立（只有在這個條件下，耦合波理論才能在一級近似下給出正確的物理描述）。在耦合模處理框架中，通過標(biāo)準(zhǔn)的離散化處理，薛定諤方程就簡化為一組耦合的常微分方程組，其中各項系數(shù)依賴于系統(tǒng)的各種幾何尺寸和材料參數(shù)。 如圖 1-2(a)所示的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在耦合模理論處理下，光傳播可以用下列散方程來描述[6]：()()0.11 n n nCdzdi （1-1）在方程（1-1）中，n 是第 n 個波導(dǎo)中的導(dǎo)模振幅，z 是光的傳播方向，C（ λ）最近鄰波導(dǎo)的耦合系數(shù)，其值正比于相鄰波導(dǎo)本征模場的重疊積分，表征波導(dǎo)之間耦合作用的強(qiáng)弱，其大小取決于入射光的波長、波導(dǎo)的折射率以及波導(dǎo)之間的距離等參數(shù)。注意，孤立波導(dǎo)的傳播常數(shù)已從方程（1-1）中分離出。

海交通大學(xué)博士學(xué)位論文 第一章 緒而，隨著能帶級次的增加，能量越來越趨向分布在波導(dǎo)之間，即高階帶模式散性質(zhì)越來越不明顯，越來越接近于連續(xù)介質(zhì)情形。很顯然，這些高階帶和就不能由耦合模理論解釋和描述。因此，離散方程預(yù)言的結(jié)果往往需要用連型進(jìn)一步證實。本論文研究的光子晶格中的工作絕大部分都是通過求解連續(xù)取得的。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Rotating properties of Bragg reflections and spatial lattice solitons in rotating photonic lattices[J]. 宋載飛,劉圣,甘雪濤,趙建林,李恩普.  Chinese Optics Letters. 2011(07)



本文編號：3602841