光子晶格中若干传输现象研究

发布时间：2022-02-22 12:46

　　光子晶格系统因具有周期性折射率以及能带带隙等诸多特性,对光波的传播可达到参数可调、光路可控和传输结果可预测等效果,具有非常大的研究价值和应用潜力。诸多物理学者通过研究不同光束在不同性质的光子晶格内传输来探索更多新颖且具有研究价值的光学现象,为光子信息技术的发展奠定基础。光束在缺陷光子晶格和光子拓扑绝缘体的传输特性是近些年的研究热点,二者可通过调节晶格结构参数产生一些新颖的传输现象,例无衍射光束、光呼吸子、拓扑边界态和边界孤子等光学现象。随着人们对光在缺陷光子晶格和光子拓扑绝缘体中传输特性研究的深入,本文通过分析结构光以及不同光子晶格的研究现状,提出研究光子晶格系统的若干传输现象,主要包括非局域非线性缺陷晶格中光呼吸子以及光子Floquet拓扑绝缘体中的拓扑态。首先,基于有限差分法和分布傅立叶传输法数值讨论了两艾里-高斯光束在一维非局域非线性缺陷晶格中的传输特性。发现多数情况下,两艾里-高斯光束在非局域非线性缺陷晶格中传输表现为准呼吸子的形态,但是在局域非线性正常周期晶格以及局域非线性正缺陷晶格中发现了三极孤子的存在。另外,非局域非线性参数、晶格参数以及光束参数会影响准呼吸子的形态和周期... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 不同结构光国内外研究现状
    1.2 光子晶格国内外研究现状
        1.2.1 缺陷光子晶格和螺旋光子晶格传输特性研究现状
        1.2.2 拓扑光子晶格特性研究现状
    1.3 本课题研究意义
    1.4 本课题研究方法和研究内容
第二章 理论模型与基本方程
    2.1 薛定谔方程
    2.2 光子晶格的数学模型
        2.2.1 一维缺陷晶格
        2.2.2 旋向相反蜂窝结构组成的二维光子Floquet拓扑绝缘体晶格
    2.3 光子晶格能带及能带陈数计算
        2.3.1 螺旋晶格体态能带的计算
        2.3.2 能带陈数的计算
        2.3.3 拓扑边界态能带计算
    2.4 分步傅里叶光束传输法
    2.5 本章小结
第三章 两艾里-高斯光束在非线性非局域缺陷晶格的传输特性
    3.1 非局域参数对传输结果的影响
    3.2 晶格参数对传输结果的影响
    3.3 光束参数对传输特性的影响
    3.4 本章小结
第四章 旋向相反螺旋蜂窝晶格组成的光子Floquet拓扑绝缘体畴壁边界态研究
    4.1 Zigzag-Zigzag畴壁的拓扑边界传输性质
        4.1.1 布里渊区不同入射点的传输性质
        4.1.2 螺旋半径对传输的影响
        4.1.3 反向Zigzag-Zigzag畴壁的传输特性
    4.2 Armchair-Armchair畴壁的拓扑边界传输性质
        4.2.1 布里渊区不同入射点对传输的影响
        4.2.2 螺旋半径对传输的影响
        4.2.3 反向Armchair-Armchair畴壁的传输特性
    4.3 本章小结
总结与展望
    研究总结
    工作展望
参考文献
攻读学位期间所获得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]两艾里-高斯光束在非局域非线性缺陷晶格中的相互作用[J]. 左茂武,石智伟,李华刚.  激光与光电子学进展. 2020(05)
[2]拓扑绝缘体中的拓扑不变量及其数值计算[J]. 孙倩,何院耀.  西北大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]环形阵列艾里涡旋光束的自聚焦特性[J]. 赖松陶,兰燕平,毛红行,钱义先.  中国激光. 2019(04)
[4]分步傅里叶法求解广义非线性薛定谔方程的改进及精度分析[J]. 赵磊,隋展,朱启华,张颖,左言磊.  物理学报. 2009(07)
[5]平顶高斯光束的传输特性[J]. 罗时荣,吕百达,张彬.  光学学报. 2000(09)
[6]光子晶体[J]. 张道中.  物理. 1994(03)

博士论文
[1]光学系统中若干拓扑现象研究[D]. 王海啸.苏州大学 2018
[2]一维周期性驱动拓扑绝缘体与拓扑超导体[D]. 苏威.南京大学 2017

硕士论文
[1]光子晶体拓扑光子态与负折射传输研究[D]. 陈剑锋.华南理工大学 2019
[2]有限差分光束传输法的研究[D]. 熊群.电子科技大学 2008



本文编号：3639470