發(fā)布時間：2021-03-17 16:49

  光波導中的光學諧振態(tài)分為導播模式、輻射模式和連續(xù)域內的束縛態(tài)(Bound States in the Continuum,BIC)。諧振態(tài)滿足橫向法布里佩羅諧振原理。其中,輻射模式的發(fā)散性來自波導內的本征態(tài)和背景輻射通道的耦合。連續(xù)域束縛態(tài)是輻射態(tài)中的奇異值,盡管在背景中存在著可以耦合的輻射通道,其能量依然束縛在波導內。連續(xù)域束縛態(tài)的這種特殊性質使其在諧振器、激光器和濾波器的設計中具有良好的應用前景。本文提出一種基于模式展開理論的數學方法來研究光子晶體波導中的諧振態(tài)和能帶結構。該方法從理論上揭示了三種光學諧振態(tài)的形成機制,同時對色散關系和模場分布提供精確的數值計算。本文的研究結果表明,輻射波來自波導內的多個本征模式在邊界上的能量耦合。當耦合分量之間產生相消干涉時,輻射波被抵消,模式的全部能量被束縛在波導內,形成BIC。在色散空間中,本文發(fā)現了處于原點和布里淵區(qū)邊界處的BIC以及遠離對稱點的Friedrech-Wintgen BIC。通過調整背景的結構參數,該數學模型還預言了BIC湮滅現象。本文進一步研究了結構對稱性對BIC的影響,以及空間-時間反演(PT)對稱系統中的BIC和激光態(tài)。對于三維系統,本文研究了通信系統中最常用的光纖光柵結構,運用模式展開法找到了光纖光柵結構中的BIC。這些研究成果為連續(xù)域束縛態(tài)的應用起到了理論指導作用,對于設計更高性能的濾波器、傳感器和激光器等設備有重要意義。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN252

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本文編號：2255793