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无序介质的中红外光子局域化和Z-扫描技术研究

本论文针对中红外材料的特点,建立了三类无序介质的中红外光子局域化理论;针对测量材料三阶光学非线性系数的Z-扫描技术的应用实际,研究了具有大的非线性吸收材料的Z-扫描透过率曲线特征;系统地研究了光阑孔径对Z-扫描透过率曲线轮廓的定量影响。本论文在科学与专门技术方面都取得了一些有创造性的成果,现摘要如下:首先,选取了几种高折射率的中红外材料和中红外透明基质材料,并建议使用它们和其它一些从未使用过的材料来进行光子局域化研究,突破了“锗(Ge)是进行光子局域化实验的最佳材料”的传统观念:对中红外无序光学介质进行了探索性地科学分类,并避开了高浓度散射体情况下使用的众多复杂且不成熟的理论模型,基于精确的米氏(Mie)散射理论和低浓度散射体近似,探讨了更有实际意义的低浓度散射体的无序光学介质的光子局域化问题。其次,在建立第一类无序介质(散射体为无损耗的高折射率电介质球)的中红外光子局域化理论中,发现在散射体与基质的折射率比大于3.1时,单粒子  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

《红外》2004年11期
红外

无序介质中的光子局域化现象

近年来,人们对有周期性结构的光子晶体[l,2}和无序光学介质【“一7】中的光子局域化(安德森定域化)理论和实践的研究兴趣日益剧增,光子局域化就是指散射介质中多重散射波的干涉效应使得光在其中的传播受到彻底的抑制风91,所以光子输运在扩散区与定域化区的转变就是类似于掺杂半导体中的金属一绝缘体相变。理论上这在人工结构的光子晶体中不难实现,试验上也取得了一定的成功,但类似于安德森电子局域化,无序体系光子定域化在理论上要求无序介质中的散射体具有极强的散射能力,这只有在散射体的折射率相对于基质足够大时才能够实现。试验上近二十年来只在微波区报道了公认的局域化效应,但吸收还是很大的[l0一州,最近几年才在有限的可见和近红外区报道了大折射率半导体的相对强的局域化效应。光子局域化是电子局域化的光子学类比。电子局域化是诺贝尔物理学奖获得者安德森口3}提出的概念,它开创了非晶态固体物理学的新领域,半个世纪以来一直是非晶态材料科学的理论基础,其应用范围已...  (本文共7页) 阅读全文>>

权威出处: 《红外》2004年11期
《河南机电高等专科学校学报》2002年04期
河南机电高等专科学校学报

无序光子局域化研究

光子局域化是电子局域化的光子学类比 .电子局域化是诺贝尔物理学获得者安德森提出的概念 ,它开创了非晶态固体物理学的新领域 ,并在半个世纪以来一直是非晶态材料科学的理论基础 ,其应用范围已广泛地涉及了日常见到的各种非晶态半导体、玻璃、高分子聚合物和新近发展起来的金属玻璃、非晶态超导体、非晶态离子导体等 .理想的光子局域化材料对于其深部的光来讲是陷阱 ,对于外部的光来讲是一个完整的反射体 ,因而有人称之为白洞 .人们相信 ,类似于电子局域化材料定会有广泛的应用前景 .1 光子局域化的研究内容1.1 理论基础一束频率为ω的光 (电磁波 )在不均匀的无损耗介质中传播时 ,它的电矢量E所满足的麦克斯韦方程可简化为类似于固体中电子所满足的薛定鄂波动方程的形式 :- 2 E + ( ·E) -ω2 /c2 ·ε1(r)E =ω2 /c2 ·ε0 E (1)其中 ,ε0 是复合介质的平均介电常数 ,ε1(r)是介电常数扰动 .当光子在一个介电...  (本文共2页) 阅读全文>>

《激光技术》2002年01期
激光技术

激光在光子局域化研究中的应用

引 言在凝聚态物理学中 ,电子局域化是Anderson于195 8年提出的概念 ,它开创了非晶态固体物理学研究的新领域 ,并在半个世纪以来一直是非晶态材料科学的理论基础之一 ,其应用范围已广泛地涉及了日常见到的各种非晶半导体、玻璃、高分子聚合物和新近发展起来金属玻璃、非晶态超导体、非晶态离子导体乃至千变万化的生物世界。为此 ,Anderson和发展了该理论的Mott以及阐明了固体磁学性能的vanVleck分享了 1977年的诺贝尔物理学奖 ,由此可见 ,电子局域化的研究工作对人类科技文明的贡献。光子和电子一样是凝聚态物质和原子物理中基本的相互作用媒介子 ,光子的波动特性也类似于电子的波动特性 ,但人们研究光子局域化则始于 80年代[1] ,这比电子局域化的提出晚了 2 5年。光子局域化的实验观测自然离不开一定波长及波长范围的激光器 ,而光子局域化研究的目的就是要局域一定波长和波长范围的激光 ,以达到对其特殊的控制及应用。我们首先...  (本文共4页) 阅读全文>>

《燕山大学学报》2001年03期
燕山大学学报

无序光子局域化材料研究

0 引言光子局域化是电子局域化的的光子学类比。电子局域化是诺贝尔物理学奖获得者安德森(P. W. Anderson)提出的概念[1],它开创了非晶态固体物理学的新领域,并在半个世纪以来一直是非晶态材料科学的理论基础,其应用范围已广泛地涉及常见的各种非晶半导体、玻璃、高分子聚合物和新近发展起来的金属玻璃、非晶态超导体、非晶态离子导体等。理想的光子局域化材料对于其深部的光是陷阱,对于外部的光是一个完美的反射体,因而有人称之为白洞(White Hole)[2]。人们相信,类似于电子局域化材料,光子局域化材料定会有极广泛的应用前景。从二十世纪八十年代中期开始,物理学家们使用了多种材料来制备样品,在可见光、近红外和微波频段进行了大量的实验观测,试图观察到直接的光子局域化现象,但均未能实现真正意义上的强光子局域化。本文首先描述无序介质中光子局域化的研究内容和观察光子局域化的实验,然后介绍十几年来用于制备光子局域化样品的材料,给出两类可用于中...  (本文共5页) 阅读全文>>

电子科技大学
电子科技大学

横向无序波导中光子局域化特性理论研究

光子局域化描述的是光在无序介质中传播时会受到一定限制从而由扩散态进入局域态的物理现象,在光子集成、光交换、光传感、光捕获、新型信息光源设计以及信息与通信等领域都有着不少潜在的应用前景,备受科研工作者们的关注。研究光子局域化可以使用横向无序波导、等离子结构、光子晶体结构、微晶悬浮液等方法,其中使用横向无序波导是非常有效的一种。本论文将探讨光在新型横向无序波导结构中产生局域化的过程以及相关理论研究方法:首先,针对一种纵向均一,而横向存在一定无序度的光子晶体光波导结构,基于薛定谔方程建立数值分析模型。采用四阶Runge-Kutta方法对数值模型进行迭代,计算获得高斯光束在一维和二维横向无序波导结构中的传播特性;通过对比不同无序度下的光传播结果,来研究无序度对光子局域化现象的影响。其次,结合光学Tamm态对光子局域化进行研究,在二维波导结构中分析了金属-分布式Bragg反射镜(M-DBR),随机层-分布式Bragg反射镜(R-DBR),...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>