異質(zhì)結(jié)構(gòu)腔中的多重PT對(duì)稱性和不對(duì)稱光學(xué)散射調(diào)控
發(fā)布時(shí)間:2020-05-21 03:09
【摘要】:在量子力學(xué)中,哈密頓量本征值為實(shí)數(shù)具有特殊的物理意義。1998年Bender教授等人發(fā)現(xiàn)具有對(duì)稱性的非厄米哈密頓量也可以具有實(shí)數(shù)本征值,其中對(duì)稱性是指系統(tǒng)在空間反演(Parity Symmetry)和時(shí)間反演(Time Symmetry)變換下保持不變。他們提出的對(duì)稱理論具有重要的理論意義,促進(jìn)了量子場(chǎng)論、數(shù)學(xué)物理和核物理等分支的發(fā)展。由于薛定諤方程與傍軸近似的波動(dòng)方程具有相同的數(shù)學(xué)形式,人們也將對(duì)稱理論引入到光學(xué)領(lǐng)域中,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了許多新奇的現(xiàn)象,如能量振蕩、光場(chǎng)的局域化和非互惠的光傳播等,使得對(duì)稱光學(xué)成為一個(gè)十分熱門的研究方向。簡(jiǎn)單異質(zhì)結(jié)構(gòu)是最基礎(chǔ)的對(duì)稱光學(xué)散射結(jié)構(gòu)之一,被應(yīng)用于各種光學(xué)器件中。雖然該結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)便,但卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。為克服這一缺點(diǎn),我們?cè)诤?jiǎn)單異質(zhì)結(jié)構(gòu)中間加入了一個(gè)真空層,使之成為一個(gè)異質(zhì)結(jié)構(gòu)腔,此時(shí)改變真空層的長(zhǎng)度可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其性質(zhì)的靈活調(diào)節(jié)。通過對(duì)傳輸矩陣和散射矩陣的計(jì)算,我們發(fā)現(xiàn)異質(zhì)結(jié)構(gòu)腔具有奇特的多重對(duì)稱性,這是因?yàn)檎婵諏拥挠覀?cè)無(wú)反射現(xiàn)象導(dǎo)致了高階對(duì)稱區(qū)域的出現(xiàn)。相應(yīng)的,異質(zhì)結(jié)構(gòu)腔的光學(xué)響應(yīng)也發(fā)生明顯的變化。此外,我們還對(duì)它的一些潛在應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)討論:當(dāng)入射波矢足夠大時(shí),高階對(duì)稱區(qū)域?qū)Σㄊ阜浅C舾?此時(shí)系統(tǒng)具有極低的反射和極強(qiáng)的透射,因此可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)具有放大功能的濾波器;在光通訊網(wǎng)絡(luò)中,通過改變真空層寬度可以實(shí)現(xiàn)不同方向的單向無(wú)反射,因此可以實(shí)現(xiàn)光路由;對(duì)于某些特定頻率的光,通過對(duì)入射條件的控制,系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)相干完美吸收(CPA)效應(yīng)也可以實(shí)現(xiàn)激光(laser)效應(yīng),因此可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)了多模的CPA激光器。
【圖文】:
圖 1.1 哈密頓量 = ( ) 本征能譜隨參數(shù)N的變化情況。面的這個(gè)例子中,無(wú)論 為何值,,式(1.3)均成立,但是得到的本征能常大。針對(duì)這一現(xiàn)象,我們介紹 對(duì)稱理論中一個(gè)最重要的性質(zhì): 對(duì)稱性自發(fā)破缺是指:當(dāng)系統(tǒng)某一參數(shù)發(fā)生改變時(shí), 對(duì)稱哈密頓
復(fù)折射率為 ( )的光學(xué)介質(zhì)的散射 為出射波。對(duì)稱的傳輸矩陣的基本性質(zhì)。首先將 算符: = ( ) , = ( ) , 我們可以得到:( ) = ( ). 此可得到下列關(guān)系:( ) = ( ),( ) = ( ), ( ) = (
【學(xué)位授予單位】:東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:O413.1
【圖文】:
圖 1.1 哈密頓量 = ( ) 本征能譜隨參數(shù)N的變化情況。面的這個(gè)例子中,無(wú)論 為何值,,式(1.3)均成立,但是得到的本征能常大。針對(duì)這一現(xiàn)象,我們介紹 對(duì)稱理論中一個(gè)最重要的性質(zhì): 對(duì)稱性自發(fā)破缺是指:當(dāng)系統(tǒng)某一參數(shù)發(fā)生改變時(shí), 對(duì)稱哈密頓
復(fù)折射率為 ( )的光學(xué)介質(zhì)的散射 為出射波。對(duì)稱的傳輸矩陣的基本性質(zhì)。首先將 算符: = ( ) , = ( ) , 我們可以得到:( ) = ( ). 此可得到下列關(guān)系:( ) = ( ),( ) = ( ), ( ) = (
【學(xué)位授予單位】:東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:O413.1
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本文編號(hào):2673635
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