光作為一種電磁波攜帶有動量和能量,光可以對物體施加力的作用。光力效應(yīng)為我們提供了一種新的光與物質(zhì)相互作用機制。但是光的力學(xué)效應(yīng)非常微弱,它對宏觀物體的作用很難被觀測到。隨著集成光子學(xué)研究的興起,微納光子集成器件成為研究光力效應(yīng)的理想平臺。光子集成器件具有質(zhì)量小、模式體積小和光功率密度大等優(yōu)勢。微納波導(dǎo)中的光梯度力效應(yīng)能使波導(dǎo)發(fā)生百納米級的形變。波導(dǎo)形變導(dǎo)致的有效折射率變化比常規(guī)光學(xué)Kerr效應(yīng)導(dǎo)致的有效折射率變化大幾個數(shù)量級,因此可以使其中傳輸?shù)墓鈭霎a(chǎn)生極大的相移,這為實現(xiàn)可調(diào)諧光子器件提供了新的途徑。目前關(guān)于光力效應(yīng)的研究取得了很大進展并且成為了一個新興的研究領(lǐng)域。本文致力于光力效應(yīng)的研究,重點研究光子集成器件中的光梯度力效應(yīng)。主要包括理論研究了耦合石墨烯波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和宇稱時間(Parity-time,PT)對稱耦合波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的光梯度力效應(yīng);實驗研究了集成光梯度力器件的制備與測試,以及回音壁模式光學(xué)微腔的制備與光力振蕩效應(yīng)的觀測,論文的具體研究內(nèi)容如下:(1)理論研究了中紅外波段耦合單層石墨烯波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的光梯度力效應(yīng)。結(jié)果表明,在波長為10μm時,由于石墨烯表面等離子體模式極強的光場限制能...

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1光捕獲中涉及的三種力學(xué)機制[5]

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文壓來給宇宙飛船提供動力。首次提出該想法的是K.Tsiolkovskiy[4從理論上的證明了太陽帆的可行性。第一次正式嘗試設(shè)計和制作太年進行，直到目前關(guān)于太陽帆的研究工作還在繼續(xù)向前推進。方面，得益于激光技術(shù)的快速發(fā)展，1970....

圖1-2硅基光子集成芯片

中科技大學(xué)博士學(xué)位論器，并且通過和磷化銦材料的混合集成實現(xiàn)了電調(diào)的混合硅基線性也比較強，各種非線性效應(yīng)比如：自相位調(diào)制、交叉相位波混頻、受激拉曼散射等非線性效應(yīng)均可以用來實現(xiàn)不同功能-2是一個典型的硅基集成光子芯片，上面集成了多種功能器件積和功耗。

圖1-3光梯度力研究的基本結(jié)構(gòu)

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文感受到一個很強的光梯度力作用[21]。這是因為倏逝波沿著遠(yuǎn)離波導(dǎo)的方減的，并且波導(dǎo)和空氣的巨大的折射率差使得場強的空間梯度非常大別的入射光功率就可以讓波導(dǎo)產(chǎn)生幾十納米的形變。根據(jù)前面關(guān)于光散算表明:當(dāng)場梯度很大的時候平均每個光子產(chǎn)生的....

圖1-4關(guān)于光力增強效應(yīng)的研究進展

引起模場的等效折射率發(fā)生變化。由于波導(dǎo)某一處受到力的作用會使得整個波導(dǎo)都發(fā)生形變，所以說光力Kerr效應(yīng)是一種非局域效應(yīng)，但是從最終結(jié)果都是使得光場的相位發(fā)生變化的角度來講二者殊途同歸。研究發(fā)現(xiàn)光力Kerr效應(yīng)比光學(xué)K應(yīng)強幾個數(shù)量級，這使得在產(chǎn)生相同大小的有效折射率變化....

本文編號：4046580