驱动场作用下光子晶体中的光场-原子束缚态

光子晶体中光子带隙的存在导致光场 -原子束缚态的存在。该束缚态的性质与镶嵌在光子晶体中原子的个数、原子的能级结构、能级相对光子带隙边缘的位置以及有无驱动场有关。利用求束缚态本征波函数的方法 ,讨论了光子晶体中一个三能级原子在相干场驱动下 ,由于光和原子之间的相互作用产生束缚态的性质。分析了在各种束缚态下原子各能级的粒子数布居随驱动场拉比频率的变化。分析结果表明 ,系统中存在多重束缚态 ,而且与上能级相对光子带隙的位置有关 ,当上能级位于带隙外时 ,只有一个本征束缚态 ,且原子几乎不能停留在上能级 ;当上能级在带隙内时 ,有两个本征束缚态 ,且两个本征束缚态的性质截然不同 ,原子各能级的粒子数布居随驱动场参数变化很明显     

光子晶体中三型三能级原子的光扬—原子束缚态

光子晶体中光子带隙的存在使得频率在带隙内的光无法通过光了晶体,镶嵌在光子晶体中的原子的自发辐射必然不同于在均匀介质中原子的自发辐射。关于二能级原子和V型三能级原子在光子晶体中的自发辐射已有文献报道,采用的方法是用拉普拉斯变换求解薛定鄂方程。用求系统本征值的方法讨论了光子晶体中单个三能级原子的自发辐射。讨论的模型为三型三能级原子。由于光的局域化,两个上能级的粒子数布居取决于两个上能级之间跃迁频率相对于光子带隙边缘频率ωc的大小,当两个上能级之间跃迁频率位于带隙内时,两个上能级的粒子数布居出现了反转。这一性质区别于V型三能级原子在光子晶体中的自发辐射。     

光子晶体中Ξ型三能级原子的光场-原子束缚态

光子晶体中光子带隙的存在使得频率在带隙内的光无法通过光子晶体 ,镶嵌在光子晶体中的原子的自发辐射必然不同于在均匀介质中原子的自发辐射。关于二能级原子和V型三能级原子在光子晶体中的自发辐射已有文献报道 ,采用的方法是用拉普拉斯变换求解薛定鄂方程。用求系统本征值的方法讨论了光子晶体中单个三能级原子的自发辐射。讨论的模型为Ξ型三能级原子。由于光的局域化 ,两个上能级的粒子数布居取决于两个上能级之间跃迁频率相对于光子带隙边缘频率ωc 的大小 ,当两个上能级之间跃迁频率位于带隙内时 ,两个上能级的粒子数布居出现了反转。这一性质区别于V型三能级原子在光子晶体中的自发辐射     

光子晶体中光场——原子束缚态

目前文献多采用一种近似表达式来表示光子带隙附近的色散关系,而远离光子带隙区域时该式并不适用。完善了光子晶体中光场色散关系的近似表达式,给出一种适用于整个频域范围内的色散关系近似表达式,克服了积分只能限制在光子带隙附近的困难。光子 晶体中原子的自发辐射呈出现一些新的性质,提出一种简便的方法,即求系统本征值的方法来确定光子晶体中的光场－原子束缚态。在新的色散关系下,用求解系统本征值的方法讨论了光子晶体中单个二能级原子的自发辐射形成的光场－原子束缚态的性质。结果发现束缚态的性质与原子的能级跃迁频率相对光子带隙边缘频率的位置有关。     

光子晶体中光场-原子束缚态

目前文献多采用一种近似表达式来表示光子带隙附近的色散关系 ,而远离光子带隙区域时该式并不适用。完善了光子晶体中光场色散关系的近似表达式 ,给出一种适用于整个频域范围内的色散关系近似表达式 ,克服了积分只能限制在光子带隙附近的困难。光子晶体中原子的自发辐射呈现出一些新的性质 ,提出一种简便的方法 ,即求系统本征值的方法来研究光子晶体中的光场 -原子束缚态。在新的色散关系下 ,用求解系统本征值的方法讨论了光子晶体中单个二能级原子的自发辐射形成的光场 -原子束缚态的性质。结果发现束缚态的性质与原子的能级跃迁频率相对光子带隙边缘频率的位置有关。     

二能级原子多光子量子统计性质

本文推广二能级原子J-C模型到多光子过程，求得存在任意偏调情况下，单模相干场对二能级原子激发时的能级算符平均值及平均光子数，由此研究了原子受激辐射性质。     

准周期结构一维光子晶体的透射谱

提出了折射率和层厚分别递增或递减的准周期一维光子晶体结构，并用传输矩阵计算了此类准周期光子晶体的透射谱，其光子带隙均相对于周期性光子晶体带隙产生了移动．当折射率递变时，移动方向与递变符号有关．当层厚递变时，光子带隙均向长波方向移动．光子带隙移动量的大小随周期数的增加而增加．     

准周期结构一维光子晶体的带隙结构及偏振特性

提出了折射率分别递增或递减的准周期结构一维光子晶体，研究了其带隙结构和偏振特性。研究表明，光子带隙的大小与两种介质的折射率比有关，随折射率比的增大而展宽。TE模和TM模的偏振特性不同，随入射角的增大，虽然TE和TM模的带隙中心都向短波方向移动，但TE模的禁带展宽而TM模的禁带变窄。不论入射角多大，当各层介质的折射率递增时光子带隙向长波方向移动，而当折射率递减时光子带隙则向短波方向移动。     

二能级原子多光子量子统计性质

本文推广二能级原子J-C模型到多光子过程,求得存在任意偏调情况下,单模相干场对二能级原子激发时的能级算符平均值及平均光子数,由此研究了原子受激辐射性质。     

准周期结构一维光子晶体的透射谱

提出了折射率和层厚分别递增或递减的准周期一维光子晶体结构,并用传输矩阵计算了此类准周期光子晶体的透射谱,其光子带隙均相对于周期性光子晶体带隙产生了移动。当折射率递变时,移动方向与递变符号有关。当层厚递变时,光子带隙均向长波方向移动。光子带隙移动量的大小随周期数的增加而增加。     

一维掺杂光子晶体的带隙结构及特征的研究

基于传输矩阵法,数值模研究了光子晶体带隙特征与光子晶体结构参量的关系。研究表明：一维光子晶体的带隙是由光子晶体结构决定的,单个基本周期结构的光子晶体不具有带隙结构,随着周期数的增加,光子带隙结构逐渐形成,禁带中心无导带;当掺杂时,禁带中心位置出现一个极窄的导带,并且导带深度随着杂质层折射率的增大而逐渐变浅,一维光子晶体的这种特性可应用于滤波器件和光学谐振腔的设计。     

准周期结构一维光子晶体的带隙结构及偏振特性

提出了折射率分别递增或递减的准周期结构一维光子晶体,研究了其带隙结构和偏振特性。研究表明,光子带隙的大小与两种介质的折射率比有关,随折射率比的增大而展宽。TE模和TM模的偏振特性不同,随入射角的增大,虽然TE和TM模的带隙中心都向短波方向移动,但TE模的禁带展宽而TM模的禁带变窄。不论入射角多大,当各层介质的折射率递增时光子带隙向长波方向移动,而当折射率递减时光子带隙则向短波方向移动。     

含负折射率材料的一维光子晶体的能带特性

进一步研究光子晶体的传输特性,从色散关系出发,通过数值模拟计算研究了由正折射率材料和负折射率材料交替组成的一维光子晶体的能带结构与光子晶体的结构参数之间的关系。结果表明：当两种材料的光学厚度相同时,含负折射率的光子晶体的带隙比传统的光子晶体带隙大得多,并且具有狭窄的透射带。讨论了带隙的存在与折射率比值的关系,与传统光子晶体的透射谱进行了比较。为应用负折射率材料拓宽一维光子晶体带隙和设计多通道光子晶体滤波器提供了有益的理论参考。     

二维复合三角格子光子晶体FDTD带隙结构分析

设计一种二维复合三角晶格结构光子晶体,采用时域有限差分法数值计算了这种光子晶体的带隙结构。计算结果表明,介质圆柱在空气中按复合三角形排列存在E偏振和M偏振模完全重叠的光子带隙区,即具有绝对光子带隙。绝对光子带隙的宽度与介质柱的介电常数有关,介电常数差越显著越有     

ZnO基二维光子晶体的带隙研究

用平面波展开法研究以ZnO为背景介质,由周期性排列的空气圆孔柱、椭圆孔柱和正方孔柱分别构成的三角晶格结构的光子晶体,计算在不同参数条件下光子晶体的能带曲线.研究结果表明,通过调控孔柱和晶格常数的大小,可以改变光子晶体带隙位置和宽度;对于所有ZnO基三角晶格结构空气孔二维光子晶体,TE模比TM模带隙更宽;正方空气孔柱光子晶体的带隙比圆柱和椭圆柱光子晶体的带隙要宽.     

光子消灭算符四次幂的本征态及其量子统计性质

本文利用粒子数表象中的完备性关系求解了光子消灭算符四次幂的本征值方程，得到了四重简并的本征态表示式，由此研究了它们的量子统计性质，计算结果表明光子消灭算符四次幂的四重简并的本征态没有压缩效应，当│α│取一定范围内的值时，表现出反聚束效应。     

用平面波展开方法计算二维光子晶体带隙结构

应用平面波展开方法(PWM)计算了三角晶格和正方晶格二维空气柱光子晶体带隙结构。结果表明三角晶格和正方晶格二维空气柱光子晶体存在对应TE、TM模的带隙,并且在某些条件下存在完全带隙。比较而言,三角晶格结构光子晶体存在更大的完全带隙。     

蜂窝晶格和Kagomé晶格二维光子晶体带隙特性研究

应用平面波展开方法(PWM)计算了蜂窝晶格和Kagomé晶格二维介质柱光子晶体带隙结构。结果表明蜂窝晶格和Kagomé晶格二维介质柱光子晶体存在对应TE、TM模的带隙,并且在某些条件下存在完全带隙。比较而言,蜂窝晶格结构光子晶体存在更大的完全带隙。     

胶体光子晶体带隙研究

以220 nm单分散聚苯乙烯微球悬浮液为原料,通过透析自组装、自然干燥制备胶体光子晶体。分别利用扫描电子显微镜和光纤光谱仪表征该晶体薄膜的微结构和光学特性。考察了光纤探头检测角度及溶剂渗透对样品衍射峰的影响。结果表明:所制备的胶体光子晶体具有良好的长程有序性,其衍射峰位置与光纤探头检测角度有关。研究还发现,通过有机溶剂二甲基硅油渗透晶体空隙可以改变光子晶体带隙位置和衍射强度,并通过有效填充率计算修正,验证了光子晶体带隙改变服从布拉格定律。     

复式(4.82)晶格声子晶体的低频完全带隙实验研究

为了设计新型低频降噪材料,基于复式晶格可以降低晶体结对称性与打开低频带隙的特征,以单胞含4个"原子"的复式(4.8~2)晶格钢/水声子晶体为研究对象,通过实验测试了第一布里渊区ΓX和ΓM方向带隙的性质,并进一步分析了完全带隙边界点的本征模态特点,阐述了其声波能量分布规律.实验结果表明:低频的2个完全带隙频率范围与有限元法计算值较为一致.