《多聯通波導網路中的電磁波傳輸特性及機理研究》是依託華南師範大學，由楊湘波擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多聯通波導網路中的電磁波傳輸特性及機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊湘波
- 依託單位：華南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多聯通波導網路可產生寬光子帶隙和強光子局域；因此，多聯通波導網路倍受人們關注。本申請項目計畫：（1）利用電磁場傳輸理論和非均勻介質中經典波散射和局域理論，研究典型周期多聯波導網路中電磁波的布拉格散射過程、態分布和局域效應，探索周期多聯通波導網路產生光子帶隙和光子局域的機理；（2）研究典型準周期多聯波導網路中電磁波的瑞利散射和米氏散射過程、安德森局域態分布，探索準周期多聯通波導網路產生光子帶隙和光子局域的機理； （3）利用廣義本徵函式方法和我們近期提出的廣義布洛赫定理，研究電磁波在典型缺陷周期多聯波導網路中產生的缺陷態模式、內部電磁場分布、光子頻帶和光子局域特性；（4）研究電磁波在典型缺陷準周期多聯波導網路中產生的缺陷態模式、內部電磁場分布、光子頻帶和光子局域特性。 本項目有望揭示光子帶隙新的產生機理，拓寬光子晶體的範疇，完善和發展電磁波的波導網路傳輸理論，為研製新功能微納光子器件提供理論指導
結題摘要
【項目背景】隨著光纖和集成光學等技術的飛速發展，人類將步入光子時代。要實現全光信息處理和全光網路，電磁波的操控是需要解決的首要問題。光波導網路是一類操控電磁波非常有效的人工微納結構，一直倍受人們關注。 【主要內容】本項目主要研究了電磁波在真空、介質、以及宇稱—時間對稱的周期、準周期、缺陷周期、缺陷準周期多聯通光波導網路以及單個光波導環中傳輸時產生的寬光子帶隙、強光子局域、密集光頻梳、超強奇異透射和反射等等特性，並且通過網路對稱性和局域結構、電磁場分布、光子模式、光子態分布等等方面對這些光學特性進行了深入的機理研究，設計了多種比光子晶體和現有光波導網路能夠產生更寬光子帶隙、更強光子局域的多聯通光波導網路結構，尤其是設計了能夠產生密集光頻梳和超強奇異透反射的光波導網路結構。 【重要結果】我們發現：一、光波導網路產生完全光子帶隙的機理與光子晶體完全不同，它只與單元模式和單元數目有關，與單元排布序列無關；只有存在衰減模式單元、且數目足夠多時，光波導網路才能產生完全光子帶隙。二、極強光子局域源於極窄全透光子通帶必定伴隨極窄極深的光子帶隙。三、可以借鑑固體物理學的原胞分類方法，對周期光波導網路原胞進行嚴格分類，從而得出產生寬光子帶隙的光波導網路結構設計方法。四、真空和介質光波導網路的O型單元只能產生正常光子傳播模式，從而產生光子通帶；A型單元既能產生正常傳播模式，又能產生衰減傳播模式，從而產生完全光子帶隙。五、周期宇稱—時間光波導網路不能產生正常光子傳播模式，只能產生衰減傳播模式，還能產生異常衰減傳播模式和異常增益傳播模式，但既不能產生通帶、也不能產生帶隙，卻能產生超強奇異的透反射率。六、獲得了定量產生和調控密集光頻梳的光波導網路的參數和規律。 【科學意義】這將加深人們對光波導網路產生完全光子帶隙的認識，澄清人們對光波導網路產生光子帶隙與相消干涉產生暗條紋之間的本質差別，有助於人們對光波導網路進行嚴格的、分門別類的、深入研究，為人們調控光子帶隙的數目、寬度、和頻率位置，為產生寬光子帶隙、強光子局域、密集光頻梳、超強奇異透反射率等等的全光器件的設計提供理論指導。
