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类莫尔光子晶格中的光局域
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“莫尔”(moiré) 一词源于法文,但是其本义却指中国古代丝绸织品中闪烁的“云 纹”图样。莫尔条纹 (或莫尔晶格) 指两个周期相同或者相似的结构以一定角度或位 移重叠形成的新型复合结构。
本团队利用切趾贝塞尔光束构建了具有可控强度波动缺陷的周期性类莫尔光子 晶格模型。进而利用光束传播法,系统探讨了光波在体系中的演化行为。最后,结合数字全息技术,实验产生了含若干缺陷的周期性类莫尔光子晶格强度分布图,证明了对贝塞尔光束进行切趾处理的的必要性。研究发现,六角子晶格组成的类莫尔光子晶 格中最多能容纳六个缺陷,这些缺陷的位置由缺陷环数 𝑁 确定的旋转角度 𝜃𝑟𝑁 决定。 数值仿真结果表明,晶格中存在缺陷能够影响光波的传输行为,当缺陷个数 𝑚 = 6, 切趾宽度 𝜔𝑏 = 2.98 × 10−1mm 时,含缺陷的周期类莫尔光子晶格中实现了光波的长 距离线性局域传输。此外,数值求解的出射光积分形式因子 𝜒 结果表明,存在最优的 缺陷环数 𝑁、缺陷个数 𝑚 和切趾宽度 𝜔𝑏 对应最高的积分形式因子增量 Δ𝜒;当缺陷 个数 𝑚 = 6、切趾宽度 𝜔𝑏 = 2.98 × 10−1mm 时,Δ𝜒 在缺陷环数 𝑁 = 7 下达到最大值 0.69,增长率 Δ𝜒/𝜒 在缺陷环数 𝑁 = 4 下达到最高值 2.64。本研究提供了一种实现光 波长距离局域传输的新手段,有望推动其在新型光子晶体光纤设计中的应用。

相关工作发表在国际知名期刊Journal of the Optical Society of America A, 2022, 39(12):2291-2297.

