發(fā)布時間：2022-12-04 22:08

　　近些年,在量子物理領域,隨著拓撲相變和拓撲絕緣體的快速發(fā)展,并受益于該領域科學家獲得2016年度諾貝爾物理學獎,非厄米量子物理領域引發(fā)了科學界的極大重視。而由于麥克斯韋方程與薛定諤方程在數學上的相似性,許多新穎的非厄米量子物理現象首先在光學上被發(fā)現,這極大地推動非厄米光學的發(fā)展,因而許多光學領域的研究者,尤其是微納光電子領域的學者,加入到非厄米光學的研究工作中。而微納光電子領域的學者在以本領域的視角研究非厄米光學的過程中,發(fā)現非厄米光學理論和技術可以補充傳統(tǒng)的厄米微納光電子技術上的一些缺失,這也進一步激發(fā)了學界對非厄米光學領域的興趣。本論文就是在這樣的背景下對非厄米光學理論與應用進行了深入的研究。本論文中的主要研究內容可以簡單地概括為如下幾個方面:1.深入研究微納光學系統(tǒng)截面上的非厄米對稱,包括宇稱-時間對稱,粒子-空穴對稱和復鏡面對稱。根據這三種非厄米對稱性的物理含義,分別給出了滿足這三種非厄米對稱性的光學系統(tǒng)的折射率分布條件。然后,利用帶有增益或者損耗的光波導按照所需的折射率分布進行排列,分別構建了滿足這三種對稱的微納光學系統(tǒng)。在此基礎之上,進一步研究了滿足著三種非厄米對稱性的光學... 

【文章頁數】：128 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題的背景及意義
    1.2 實現非厄米片上光學系統(tǒng)的方法——構造增益與損耗的方法
    1.3 實現非厄米片上光學系統(tǒng)的方法——設計耦合系數的方法
    1.4 本論文的結構安排
第二章 非厄米光學器件的設計方法
    2.1 引言
    2.2 材料的色散模型
    2.3 時域有限差分法
    2.4 本征模式展開(EME)法
    2.5 龍格－庫塔法(Runge-Kutta methods)
    2.6 歐拉法(Euler method)
    2.7 本章小結
第三章 非厄米光學系統(tǒng)的傳輸模式分析
    3.1 引言
    3.2 宇稱-時間對稱的陣列波導模式分析
    3.3 粒子-空穴對稱的陣列波導模式分析
    3.4 復鏡面對稱的陣列波導模式分析
    3.5 耦合諧振腔中的非厄米對稱
    3.6 三種對稱之間的關系
    3.7 本章小結
第四章 非厄米光學系統(tǒng)的模式特性應用
    4.1 引言
    4.2 基于拓撲相變點的快光與慢光效應
    4.3 基于“缺陷�！钡膫鞑コ灯菩�
    4.4 本章小結
第五章 非厄米波導傳輸方向上的非厄米對稱
    5.1 引言
    5.2 滿足三種對稱性的條件證明
    5.3 光在宇稱-時間對稱波導中的傳播特性
    5.4 光在旋轉-時間對稱波導中的傳播特性
    5.5 光在翻轉-時間對稱波導中的傳播特性
    5.6 對稱性的局部滿足條件
    5.7 本章小結
第六章 基于宇稱-時間對稱性的單向反射鏡與模式轉換器
    6.1 引言
    6.2 單面反射鏡
    6.3 單向模式轉換波導
    6.4 本章小結
第七章 非線性波導中的宇稱-時間對稱
    7.1 非線性宇稱-時間對稱——光的“自陷”效應
    7.2 阻斷超流的自陷狀態(tài)
    7.3 本章小結
第八章 總結和展望
    8.1 本論文的主要研究成果及意義
    8.2 對未來工作的展望
參考文獻
致謝
作者簡介及在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果



本文編號：3709077