基于耦合谐振透明技术的光速减慢研究

论文摘要

近年以来,光速减慢即慢光(vg<c,vg为光在介质中传播的群速度,c为真空中的光速)作为一种新的物理现象,以及其具有的潜在应用前景,在物理学、光学、材料学等领域越来越引起人们的重视。但是,从一定程度上来说,关于慢光的研究作为一个很新的课题目前还有很多方面不完善,对于很多基本的物理机制和实践问题还有待解决。作者正是从目前该领域现状出发,研究了基于耦合谐振透明效应技术的慢光的理论和实验,目的是进一步对慢光的本质加以研究,并为慢光的应用提供理论和实验的支持。首先,本文介绍,并回顾了最近几年慢光和超光速领域的相关研究进展,重点介绍了包括电磁感应透明技术和耦合谐振透明技术等实现慢光的技术。第二,介绍了光速减慢的理论基础:光在介质中的几种速度,以及群速度理论的发展。第三,发展了耦合谐振透明的理论,研究了基于耦合谐振透明实现的慢光的原理和性质,并且就耦合谐振结构的各个参数对慢光性质的影响做了研究。第四,在光纤中实现了耦合谐振透明的效应,并运用两种实验方法观察到了光速减慢的现象。并且将其中一种方法观察到得实验结果与理论进行了对比,实验结果和理论符合得较好。本论文的研究成果发展了基于耦合谐振透明技术的慢光的理论和实验方法。对于更进一步的研究提供了理论和实验指导,并为慢光技术的发展和应用提供了相应的支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 光波的群速减慢的研究进展
• 1.2.1 电磁感应透明（EIT）技术
• 1.2.2 相干布居粒子振荡（CPO）技术
• 1.2.3 光子晶体技术
• 1.2.4 超光速和负群速的研究进展
• 1.3 耦合谐振透明实现慢光的研究进展
• 1.3.1 耦合谐振结构的光学性质的研究进展
• 1.3.2 利用耦合谐振结构实现慢光的研究进展
• 1.4 课题研究实际意义及主要内容
• 第2章 光速减慢的理论基础
• 2.1 光波在介质的几种传播速度及相关理论
• 2.1.1 相速度
• 2.1.2 群速度
• 2.1.3 信息速度
• 2.1.4 能量速度
• 2.2 光脉冲传播速度理论及其发展
• 2.3 本章小结
• 第3章 耦合谐振透明实现光速减慢的理论研究
• 3.1 理想情况下耦合谐振透明的理论
• 3.2 一般情况下的耦合谐振透明的理论
• 3.2.1 耦合谐振透明实现慢光的原理
• 3.2.2 耦合谐振透明实现慢光中的互易关系
• 3.3 耦合谐振透明中的各个参数慢光性质的影响
• 3.3.1 耦合器的耦合参数对慢光性质的影响
• 3.3.2 耦合谐振结构的损耗参数对慢光性质的影响
• 3.3.3 环的长度参数对慢光性质的影响
• 3.3.4 耦合谐振结构的设计方法
• 3.3.5 正弦波的延迟方程的推导
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于耦合谐振透明技术的慢光实验
• 4.1 利用干涉仪的方法测量慢光的实验原理
• 4.1.1 耦合谐振结构的设计与制备
• 4.1.2 实验的光路
• 4.1.3 实验的数据处理的理论
• 4.2 在近共谐振频率附近的实验结果及规律
• 4.2.1 实验数据
• 4.2.2 经过处理的实验结果
• 4.2.3 对实验结果的分析
• 4.2.4 理论与实验结果的对比
• 4.3 在非共谐振点附近的实验结果及规律
• 4.3.1 实验的数据
• 4.3.2 经过处理的实验结果
• 4.3.3 对实验结果的分析
• 4.3.4 理论与实验结果的对比
• 4.4 时域光脉冲延迟实验
• 4.4.1 实验光路
• 4.4.2 实验步骤
• 4.4.3 实验的初步结果
• 4.4.4 结过处理的实验结果
• 4.4.5 对实验结果的分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢