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《光子晶體波導(dǎo)慢光效應(yīng)的理論分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第32卷第4期延安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vo1．32No．42013年l2月JournalofYananUniversity(NaturalScienceEdition)Dec．2013DOI：10．3969／J．ISSN．1004—602X．2013．04．022光子晶體波導(dǎo)慢光效應(yīng)的理論分析呂淑媛(西安郵電大學(xué)電子工程學(xué)院，陜西西安710121)摘要：介紹了光子晶體慢光技術(shù)相對(duì)其他實(shí)現(xiàn)慢光的技術(shù)特點(diǎn)。通過Kramer8一Kronig關(guān)系分析討論利用光子晶體波導(dǎo)產(chǎn)生慢光的機(jī)理，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出利用光子晶體實(shí)現(xiàn)慢光的三種物理機(jī)制即：布里淵區(qū)邊界上的別向波和反射波的
2、布拉格共振效應(yīng)；全反射效應(yīng)；介導(dǎo)導(dǎo)模和帶隙導(dǎo)膜之間反向交叉點(diǎn)處的反交叉共振效應(yīng)。關(guān)鍵詞：光子晶體慢光；Kramers—Kronig關(guān)系；共振中圖分類號(hào)：TN252文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004—602X(2013)04—0022—03“慢光”，顧名思義就是利用各種方法和手段減1慢光的產(chǎn)生原理慢光的速度，使得光脈沖傳播的群速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光在真空中的傳播速度c。慢光技術(shù)由于其在光緩一般而言，光的傳播速度可以分為單一頻率光存，光計(jì)算，光延遲線的應(yīng)用而受到眾多研究者的廣波傳播的相速度和許多光波頻率組成的光波波泛關(guān)注。除此之外，慢光在空問上還可以實(shí)現(xiàn)光信包傳播的群速度。在實(shí)
3、際中理想的單色平面波是號(hào)的堆積，這為壓縮光設(shè)備的體積提供了可能。與不存在的，實(shí)際的光都可以認(rèn)為是由多個(gè)單色平面此同時(shí)，單位空間上光能量的增加也增強(qiáng)了光與物波疊加而成的波包。因此在本文中討論的是光波傳質(zhì)問的相互作用，進(jìn)而可以在單位長(zhǎng)度的光器件上播的群速度。光在介質(zhì)中的傳播速度和介質(zhì)的折射增強(qiáng)光的吸收，增益和非線性效應(yīng)。目前越來越多率有關(guān)，由于介質(zhì)折射率的變化范圍有限，僅通過增的研究者都致力于減小光的傳播速度，實(shí)現(xiàn)慢光。加介質(zhì)折射率來減慢光束的做法并不可取。根據(jù)群在諸多實(shí)現(xiàn)慢光的技術(shù)中，光子晶體慢光技術(shù)速度的表達(dá)式與其他慢光技術(shù)相比，由于其主要的優(yōu)勢(shì)包括可以出△(cJ
4、dw在室溫下的任意波長(zhǎng)處產(chǎn)生帶寬較寬的慢光，體積小及適合與現(xiàn)有的光通信器件集成等而倍受關(guān)注。式中k表示光波的波數(shù)，表示光波的圓頻率dup國(guó)內(nèi)外的許多學(xué)者已經(jīng)提出很多光子晶體慢光波導(dǎo)=Vp—A=詈(·+·)的實(shí)現(xiàn)方案。但是針對(duì)光子晶體慢光效應(yīng)的理論分將上式兩端取倒數(shù)得到析還比較少。cndn本文從一般的光子晶體線缺陷波導(dǎo)出發(fā)，分析其■1A—一dnn．^一dA中出現(xiàn)缺陷模的色散特性，通過Kramers—Kronig關(guān)Hi。系分析得出可以通過控制缺陷模透射峰值的寬度或即ng=c=n—Adn=n+dn缺陷模附近的折射率來控制光信號(hào)群速度的大小。d在此基礎(chǔ)上討論光子晶體波導(dǎo)慢
5、光產(chǎn)生的機(jī)理。從上式中可以看出：只有當(dāng)dn／dA<0時(shí)，即在正收稿日期：2013—09—20收稿日期：陜西省教育廳專項(xiàng)科研計(jì)劃項(xiàng)目(2010JK839)作者簡(jiǎn)介：呂淑媛(1976一)，女，陜西米脂人，西安郵電大學(xué)副教授。24光子晶體中的慢光現(xiàn)象也可從導(dǎo)模的形成機(jī)理497—530．來理解，一方面，在光子晶體中，由于PBG的[5]AgrawalGP．NonlinearFiberOptics[M]．AcademicPress，2005Chap．9．存在，在光子晶體中任意角度傳播的光都被反射。[6]HauLV，HarrisSE，DunonZ，eta1．Lightspeed
6、reduction靠近法線方向傳播的光也可形成導(dǎo)模，由于這些模to17meterspersecondinanultra—coldatomicgas[J]．式的前向分量很小甚至為零，因此以零或較慢的光Nature，1999(397)：594—598．速沿著波導(dǎo)傳輸。另一方面將PBG中存在的缺陷[7]BigelowMS，LepesshkinNN，BoydRW．Observationof模根據(jù)它們場(chǎng)分布的不同可分為介質(zhì)導(dǎo)模(圖1中UtraslowlightpropagationinaRubycrystalatroomtemper-的第二種慢光機(jī)制)和帶隙導(dǎo)模(圖1中的第
7、三種ature[J]．Phys．Rev．Lett．，2003，90(11)：113—903．慢光機(jī)制)。在布里淵區(qū)邊界處，若前向傳輸?shù)墓鈁8]HarrisSE，F(xiàn)ieldJE．AKasapi，Dispersivepropertiesof波和后向散射光波在相位上保持一致，則形成駐波。electromagneticallyinducedtransparency[J]．Phys．Rev．若入射的光波偏離布里淵邊界，此時(shí)前向和后向光Lett．，1992，46(1)：29—32．波的相位不完全一致，但當(dāng)它們?cè)趉空間某一位置[9]KasapiA，JainM，YinGY，eta
8、1．Ele
