具有高品質(zhì)因子Q以及小模式體積V的回音壁模式微腔,在現(xiàn)代光子學(xué)領(lǐng)域中得到了廣泛的關(guān)注,被應(yīng)用于激光器、生物傳感器和頻率梳等研究中。由于回音壁模式微腔可以極大地增強(qiáng)光和物質(zhì)之間的相互作用。最近,回音壁模式微腔作為增強(qiáng)磁光效應(yīng)的理想平臺(tái),得到了人們的廣泛關(guān)注。但是磁光微腔中的偏振耦合至今尚未有人深入研究,盡管它在磁光微腔中發(fā)揮著非常重要的作用。本文首先從理論上對(duì)僅受法拉第效應(yīng)影響的磁光微腔的模式特性進(jìn)行了研究。利用有限元方法(COMSOL Multiphysics 5.2a)建立了法拉第微腔的理論模型,并計(jì)算出其模式特性。在法拉第微腔中,由于法拉第效應(yīng)的影響,微腔內(nèi)本征模式的偏振態(tài)由經(jīng)典的線偏振變?yōu)闄E圓偏振。在滿足耦合條件時(shí),本征模式會(huì)相互耦合產(chǎn)生超模,超模的偏振橢圓的取向角和橢圓度角均會(huì)發(fā)生劇烈改變。超模偏振變化可利用超模耦合理論進(jìn)行解釋,且弱耦合區(qū)與強(qiáng)耦合區(qū)內(nèi)的超模模式特性有所不同。最后,我們提出了一種基于法拉第微腔的新型電流傳感器,從理論上研究了微腔特性以及外加電流對(duì)偏振耦合的影響。在強(qiáng)耦合區(qū),超模偏振橢圓的取向角隨外加電流近似呈線性變化,相較于弱耦合區(qū),偏振取向角變化增大了兩個(gè)量級(jí)...

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1Fabry-Perot諧振腔示意圖

第一章緒論1第一章緒論1.1前言隨著科技的發(fā)展，光學(xué)微腔已成為光學(xué)研究的重要方向，被廣泛用于激光器、非線性光學(xué)以及光學(xué)濾波器等領(lǐng)域。如圖1-1所示，傳統(tǒng)光學(xué)微腔由兩個(gè)或多個(gè)反射鏡構(gòu)成。這些反射鏡可以使光在封閉路徑中來回反射多次，當(dāng)滿足共振條件時(shí)，腔體內(nèi)將發(fā)生光的相長(zhǎng)干涉。光功率將....

圖1-2WGM微球腔中模式示意圖[20]：（a）微球腔中模式傳播示意圖、（b）微球赤道平面上模場(chǎng)分布、（c）微球r平面模場(chǎng)分布、（d）微球徑向場(chǎng)分布，紅線為球表面

第一章緒論3為繞微腔壁一周波長(zhǎng)的整數(shù)倍，effn為模式有效折射率，為模式諧振波長(zhǎng)。此外，利用電磁場(chǎng)方程，研究者可以使用COMSOL計(jì)算出微球腔內(nèi)電磁場(chǎng)的具體分布。圖1-2（b）展示了WGM微球腔內(nèi)赤道平面的場(chǎng)分布，圖（c）和圖（d）展示了球坐標(biāo)系r,,下微球r平面上的模場(chǎng)分布，圖....

圖1-3回音壁模式微腔常見結(jié)構(gòu)：（a）微球腔[38]、（b）微盤腔[41]、（c）微環(huán)腔[42]、（d）微環(huán)芯腔[43]（e）微泡腔[44]

第一章緒論5的片上高Q值微環(huán)芯腔[39]。該微環(huán)芯腔品質(zhì)因子Q可高達(dá)810，比之前的片上集成諧振器大了足足四個(gè)量級(jí)，這一改進(jìn)大大激發(fā)了人們對(duì)于片上微腔的興趣。2004年，Bolivar等人在片上實(shí)現(xiàn)了硅微環(huán)和波導(dǎo)的臨界耦合，傳輸損耗降低至1.90.1dB/cm，品質(zhì)因子Q則達(dá)到了....

圖1-4磁光效應(yīng)結(jié)構(gòu)：（a）法拉第效應(yīng)結(jié)構(gòu)、（b）沃伊德效應(yīng)結(jié)構(gòu)

第一章緒論8效應(yīng)。在笛卡爾坐標(biāo)系下x,y,z，對(duì)于這種入射光以及外加磁場(chǎng)均沿著z方向傳播的情況，忽略吸收損耗，受法拉第效應(yīng)影響的材料介電常數(shù)張量可以表示為一個(gè)厄密矩陣：0000xxzzyyzzigig（1.6）其中zg被稱為旋轉(zhuǎn)矢量，方向與外加磁場(chǎng)平行，大小與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。....

本文編號(hào)：3916150