磁光效应调制下PT对称结构的传输特性及应用

发布时间：2024-11-03 22:43

　　本文将一维磁性光子晶体与PT(Parity-Time)对称结构相结合,实现了结构独特的非互易性传输,并发现该结构具有特殊的传感机制,从而提出新型的光子晶体传感器模型,该模型不同于传统的传感机制,在一定程度上能够有效的提高光学传感器的性能。论文首先介绍了PT对称结构的理论研究方法,提出了基于PT对称结构非互易性传输的理论模型。该模型将PT对称结构与磁光材料相结合,分析了不同参数对结构传输特性的影响,实现了结构的非互易性传输。此外,选用不同性质的磁光材料,通过调节结构的相关参数可以调制结构的传输性能。例如对外加偏置磁场大小进行调制,能够改变光谱传输特性的频段,可以使结构工作在更大的频率范围内,在特定频段实现所需要的传输特性,从而扩大结构的应用范围。在磁性材料和PT对称结构的基础上,论文提出了基于PT对称结构的磁场传感器,并分析了传感器的传感机制、传感范围和灵敏度。带有磁谐振器的PT对称结构具有独特的带边模式,外加偏置磁场的变化,使得旋磁材料的磁导率张量发生变化,进而使得结构带边模式的位置发生变化,从而可以通过检测结构传输谱的带边位置检测外部磁场,实现磁场传感,传感器的灵敏度范围扩大到了240...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 磁性光子晶体简介
    1.3 PT对称结构简介
    1.4 光子晶体传感器简介
    1.5 论文主要工作
第二章 一维PT对称结构的研究方法
    2.1 引言
    2.2 光子晶体的理论分析方法
        2.2.1 基于磁光材料一维光子晶体传输矩阵法
        2.2.2 平面波展开法
        2.2.3 有限元法
    2.3 一维PT对称结构的理论分析方法
        2.3.1 一维PT对称结构的实现方法
        2.3.2 一维PT对称结构带隙的计算方法
    2.4 本章小结
第三章 基于磁性材料PT对称结构的非互易传输模式研究
    3.1 引言
    3.2 基于旋电材料的PT对称结构传输特性的研究
        3.2.1 理论模型设计与数值计算
        3.2.2 旋电材料PT对称结构的非互易性传输
        3.2.3 结构参数对PT对称结构传输特性的影响
    3.3 基于旋磁材料的PT对称结构传输特性的研究
        3.3.1 模型设计与数值计算
        3.3.2 旋磁材料PT对称结构的非互易性传输
        3.3.3 结构参数对PT对称结构的传输特性的影响
    3.4 本章小结
第四章 基于磁谐振腔的PT对称结构磁场传感器的研究
    4.1 引言
    4.2 模型设计和参数优化
        4.2.1 结构理论模型设计
        4.2.2 传输特性的计算方法
    4.3 磁场传感的机制和性能分析
        4.3.1 外加磁场对旋磁材料磁导率张量的影响
        4.3.2 带边模式与磁场传感机制
        4.3.3 磁场传感器分辨率和灵敏度分析
    4.4 本章小结
第五章 基于PT对称微腔结构大范围电场传感器的研究
    5.1 引言
    5.2 模型设计与数值方法
        5.2.1 结构理论模型设计
        5.2.2 传输特性的计算方法
    5.3 电场传感机制与性能分析
        5.3.1 结构周期对透射峰的影响
        5.3.2 外加电场对电光材料折射率的影响
        5.3.3 电场传感机制及测量范围分析
        5.3.4 电场传感分辨率和灵敏度分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：4011463