基于椭圆基元光子晶体的宽角度自准直传输研究

针对二维光子晶体在自准直传输现象,推导了非正交坐标系下的时域有限差分(FDTD)模型,有效地计算了二维椭圆基元光子晶体带隙结构.结合等频图分析,从理论上研究了二维椭圆基元光子晶体结构中TM模式的自准直现象,优化设计出宽角度自准直效应模型,并通过高斯波束验证了其无衍射自导传输模式.     

引力波和电磁场作用中扰动光子流的接收面

根据弯曲时空中的电动力学,引力波和电磁场相互作用时将产生扰动电磁场.在特定的电磁系统中,即一个在静磁场中传播的高斯光束,如果入射引力波和高斯光束同频并且沿着高斯光束的对称轴Z方向传播,则高斯光束将和产生的扰动电磁场发生最佳同步谐振,导致沿高斯光束电场方向仅仅存在扰动光子流,即扰动电磁能流.详细计算和分析了扰动光子流的一些典型空间分布,找到了一个扰动光子流可能的最佳接收面.计算表明,它接收到的扰动光子流可望达到104s-1量级.这对高频引力波的探测将提供一个新的理论依据.     

微光图象光子计数器象管的测试研究

提出了微光图象光子计数器象管主要参数（暗计数、光子增益）的测试原理和方法，建立了测试系统．对微光图象光子计数器象管的暗计数和光子增益进行了实测，给出了测试结果，并与常规二代微光象增强器进行了比较     

量子方法研究光子单缝和多缝衍射光强分布

结合量子方法研究光子在单缝和多缝中的衍射.首先利用光子满足的薛定谔方程得出光子在屏上光强表达式,然后通过基尔霍夫公式得出光强与缝宽、缝长、缝厚和光波长的定量关系.与实验和经典理论的对比结果表明,它们之间相互吻合很好.     

二维空变等离子体光子晶体带隙特性研究

采用磁化等离子体时域有限差分(FDTD)算法,研究了二维空变磁化和非磁化等离子体光子晶体(PPC)的禁带特性. 建立了二维空变等离子光子晶体的模型,以微分高斯脉冲为激励源,引入UPML吸收边界,计算分析了二维垂直入射的等离子体频率随空间呈脉冲形式变化的周期函数对禁带的影响. 结果表明在空间上通过改变等离子频率的变化速率可以实现对等离子体光子晶体禁带宽度的控制.      

光子晶体的能带理论

光子晶体具有光子能带,并且光子能带可能存在光子禁带。我们通过运用光子晶体的能带和禁带理论.就能够控制光在晶体中的传播。光子晶体对光子有着特殊的物理性质,它在光传输和光学器件有着广泛的用途。本文主要概述了光子晶体的概念、能带理论、性质,及光子晶体和半导体的区别和联系。     

一维光子晶体传输性能的分析

光子晶体具有不同介电常数的物质在空间周期性排列而成的人工微结构,是一种能承载电磁波传播的新型光学材料,具有光子带隙、抑制自发辐射、光子局域、偏振特性等性能.利用传输矩阵方法导出光波在一维光子晶体中传播的反射系数和透射系数,分析了不同参数对应的光子带隙,发现介质折射率对光子带隙有着明显的影响.     

光子圈(链)图传播子重整化有限量严格计算(Ⅱ)

采用"复变函数积分法",对γ光子与电子(反电子)相互作用的最小电磁耦合模型中的"γ光子单圈图传播子与链图传播子"(在动量重整化中的)"有限量"--由"大动量积分极限法"所计算导出的"一重积分"表达式,作了严格解析计算和极限ε(＞0)→0处理,获得了这个"有限量"的最终严格解析表达结果.同时,还对这种微小的"辐射修正"作了具体数值计算和相关讨论.     

光子圈(链)图传播子重整化有限量的严格解析计算(I)

采用光子与电子(反电子)相互作用的最小电磁耦合模型,对"光子单圈图传播子与链图传播子"在动量重整化方案中的"有限量"的通常解析计算方法--Feynman高维收敛积分计算方法作了详尽分析、讨论与研究,发现可以从"大动量积分"计算角度出发建立起一种更为有效与实用的计算方法--大动量积分极限法.采用这种"有效计算方法",对光子圈图传播子重整化"有限量"作了具体降维积分计算,获得了这个"有限量"的"一维积分严格解析表达式".     

光波在一维光子晶体中传播行为的数值研究

由Kronig-Penney模型导出了光波在一雏光子晶体中传播的群速度的解析表达式，利用传输矩阵法对一维光子晶体的色散关系和群速度分布特征进行了数值研究．结果表明，光波在光子晶体中传播的群速度与光子带隙结构及色散特性有着密切的联系，光子导带内的群速度为有限值，在光子禁带的边缘，群速度迅速减小而趋于0，光的传播具有显著的带边延迟效应．同时，在反常色散区，群速度为负值，光的传播表现出明显的超光速现象．光子晶体的结构参数直接影响光波在光子晶体中的群速度．