基于布里渊区谱的二维光子晶格线性缺陷模式分析

结合均匀光子晶格的衍射关系和晶格中正负缺陷的布里渊区谱特性,探讨了光诱导二维光子晶格中线性缺陷模式的形成条件,对布里渊区中各点的缺陷模式进行了模拟分析,并得到了光子带隙结构中“嵌入点”X₁点的正、负缺陷模式.结果表明：对于二维缺陷,只有当衍射关系曲面中沿两个正交的横向波矢方向同时为正常（反常）衍射的区域才能存在正（负）缺陷模式;而对于一维缺陷,只要在一个横向波矢方向上存在正常（反常）衍射的区域就可以支持正（负）缺陷模式,因此在某些特殊点处,正和负的缺陷模式可以同时存在.X₁点正缺陷模式的存在预示着自聚焦非线性同样可以支持带内孤子.研究结果有助于对光子晶格中晶格孤子（特别是带内孤子）的理解和进一步研究. 关键词： 光诱导光子晶格 光子带隙 线性缺陷态     

光诱导光子晶格结构中新型的离散空间光孤子

离散孤子标志着从线性到非线性，从连续到非连续，从相干到非相干，人们对孤子认识的一个飞越．文章简要回顾了近期在二维光致光子晶格结构中有关空间离散光孤子的研究，包括基模离散孤子、类矢量离散孤子、离散偶极孤子、离散涡旋孤子和离散孤子串等．在非线性光折变晶体里用部分相干光诱导的波导阵列中，对每一种离散孤子，都清楚地观测到光从二维的离散衍射状态到自囚禁形成离散孤子的转变过程，获得的结果将对其他离散非线性系统中类似现象的研究有所启发．     

二维棋盘格子复式晶格的完全光子带隙研究

设计了一种棋盘格子复式晶格的二维光子晶体：在二维正方形格子中，把截面为正方形的柱子旋转45°，同时在每个原胞中心引入一个圆形截面的柱子构成的光子晶体结构. 用平面波展开计算棋盘格子复式晶格的完全光子带隙，结果表明：棋盘格子复式晶格的完全光子带隙的Δω/ω比值几乎是普通棋盘格子的5倍，完全光子带隙的个数也增加. 与其他复式结构相比较，发现其最佳的Δω/ω比值是一类粗锐复合结构光子晶体的2.1倍. 关键词： 二维光子晶体 复式晶格 完全光子带隙     

不同结构光子晶体的带隙特性

基于平面波展开法研究光子晶体的带隙特性,数值模拟了横磁波和横电波在三角晶格和正方晶格构成的二维光子晶体中的带隙特性,得到了三角晶格较正方晶格更容易出现带隙,且三角晶格的横电波光子带隙较大.实验结果为光子晶体器件的设计提供理论依据.     

二维斜三角晶格光子晶体完全带隙研究

在二维正三角晶格光子晶体的基础上,通过改变晶体的晶格基矢构造了一种全新的周期结构。该周期结构的最小周期单元不再是传统意义上的等边三角形,而是一种更为优化的斜三角形结构。利用平面波展开法理论模拟了二维斜三角晶格光子晶体完全带隙的情况,发现所设计结构的完全带隙宽度是二维正三角晶格光子晶体完全带隙宽度的4.3 2倍。分析了介质柱宽度,介质柱旋转角度以及相对介电常数对所构造结构的完全带隙的影响,所得结果对二维光子晶体的理论研究和实际应用有所帮助。为任意角度的二维光子晶体集成波导的研究和制作提供了理论基础。     

中心对称光折变晶体中Kagome光子晶格内带隙孤子的研究

研究了中心对称光折变晶体中Kagome光子晶格内带隙孤子的存在及其稳定性。结果表明:带隙孤子只存在于半无限带隙内,中功率的带隙孤子是稳定的,高功率和低功率的带隙孤子是不稳定的。在高功率和中功率区域内,带隙孤子的功率随传播常数的增加而减小。在低功率区域内,带隙孤子的功率随传播常数的增加而变大。     

Kerr非线性对一维光子晶体能带的影响

研究Kerr非线性对一维光子晶体的能带的影响.光子晶体中加入Kerr非线性材料后，光子晶 体的带边可随局部光强调制.由于带边随光强变化，线性光量子阱中的电磁本征模将进入线 性带隙的频率范围而形成孤子类电磁模.由于非线性的作用，带隙中有许多新的孤子模出现. 关键词： 光子晶体 Kerr非线性 带隙孤子     

光诱导准一维光子晶格中离散空间光孤子的相互作用

基于分步束传播法数值分析了离散空间光孤子在准一维光诱 导光子晶格中的相干与非相干相互作用过程. 结果表明: 对于相干孤子, 同相时相互吸引, 反相时相互排斥. 然而, 由于非线性响应的各向异性, 横向排布的非相干孤子会因间隔波导数目的增加而由相互吸引变为相互排斥. 并且, 沿对角方向排布的两个非相干孤子在孤子相 互作用力和布拉格反射的共同影响下, 会呈现出"钟摆式"振荡传输现象. 研究结果有助于进一步理解非线性各向异性对离散孤子相互作用的影响机制, 并为后续实验研究提供理论参考.     

光晶格中超流费米气体的能隙孤子

研究了一维光晶格中超流费米气体的能隙孤子. 应用平均场理论和超流费米气体的流体动力学模型, 利用变分法得到了在整个跨越区超流费米气体在光晶格中存在带隙孤子的条件, 即原子间的非线性相互作用项与系统化学势以及晶格深度的相互关系. 通过对超流费米气体的基态能隙孤子空间分布的分析与对比, 揭示了在一维情况下超流费米气体能隙孤子的存在并发现超流费米气体能隙孤子在整个跨越区当系统从Bose-Einstein凝聚端跨越到BCS端时孤子存在的条件与孤子空间分布存在明显的差别.     

封面说明

离散孤子的发现标志着从线性到非线性，从连续到非连续，从相干到非相干，人们对孤子认识的一个飞越．在非线性光学介质中利用人工制备或光学诱导波导阵列或光子晶格的方法来演示这种孤子态已成为一个便捷的方法．近期，陈志刚等人在二维光致光子晶格结构中空间离散光孤子的研究中，发现了基模离散孤子，类矢量离散孤子，