周期調(diào)制PT對稱光學(xué)波導(dǎo)體系的動力學(xué)及其調(diào)控.pdf

1、宇稱-時間(PT)對稱的光學(xué)波導(dǎo)體系具有獨特的光學(xué)性質(zhì)，在光子信息處理以及集成光學(xué)方面具有重要的潛在應(yīng)用價值，因此激起了廣泛地研究興趣。在所有關(guān)于PT對稱光學(xué)波導(dǎo)體系的研究中，PT對稱性的調(diào)控是一個最基本、最重要的問題，而且也是光束傳播動力學(xué)控制的核心內(nèi)容。因此，人們迫切希望能夠?qū)ふ乙惶追奖愣行Э刂芇T對稱性的方法。本文以PT對稱的少通道光學(xué)波導(dǎo)體系為研究對象，來說明怎樣通過調(diào)節(jié)外場激光去操控體系的PT對稱性及其動力學(xué)。本文的結(jié)構(gòu)如下

2、：
　　第一章，我們介紹了PT對稱性的定義及其在量子物理和光學(xué)中的研究進展。
　　第二章，我們分析地研究了PT對稱光學(xué)耦合器中的傳播動力學(xué)及其PT對稱性的調(diào)控。我們分析地給出了光束在PT對稱光學(xué)耦合器中傳播動力學(xué)方程的分析解。研究發(fā)現(xiàn)對于沒有破缺的PT對稱的情形，光強在兩個波導(dǎo)間振蕩地周期傳播，而對于破缺的PT對稱的情形，無論光從增益還是損耗的波導(dǎo)入射，光強總是局域在有增益的波導(dǎo)中傳播。我們的分析結(jié)果很好地解釋了最近的實驗結(jié)

3、果[Nat. Phys.6,192(2010)]。進一步，我們還探索了如何利用周期調(diào)制去調(diào)控體系的PT對稱性，從而有效地去控制體系的傳播動力學(xué)。
　　第三章，我們研究了PT對稱光學(xué)耦合器中增益和耗散的Floquet控制。通過周期地調(diào)制兩波導(dǎo)間的耦合強度，我們發(fā)現(xiàn)體系的增益和耗散可以被有效地Floquet控制。甚至一個初始的非厄米體系可以被調(diào)制成一個有效的厄米體系，有效的厄米體系對應(yīng)于高頻情形下初始的非厄米體系。因此，與以前只能利用

4、周期調(diào)制將體系PT對稱性調(diào)窄的研究結(jié)果不同，我們可以利用周期調(diào)制將體系PT對稱性調(diào)寬。進一步，我們還探討了體系的隧穿動力學(xué)及其相應(yīng)的光學(xué)模擬。
　　第四章，我們進一步將體系擴展到周期調(diào)制的非厄米四通道光學(xué)波導(dǎo)體系。在高頻極限下分析地給出了體系的準能譜。研究發(fā)現(xiàn)，對于沒有調(diào)制的非厄米四通道光學(xué)波導(dǎo)體系不具有完全的實能譜，而對于周期調(diào)制的體系不僅具有完全的實能譜，而且還可通過周期調(diào)制去調(diào)節(jié)體系完全實能譜的參數(shù)范圍。另外，通過解析和數(shù)值