一维非周期性声子晶体中声波动力学特性

基于转移矩阵法和局域振动模式理论,讨论了利用由树脂玻璃和水腔交替构成的声子晶体制备具有分子能态特点的宏观器件的方法;研究了水层宽度梯度变化时声子晶体中的Wannier-Stark阶梯和Bloch振荡.研究结果表明用宏观尺寸材料制备的声子晶体会表现出类似于微观的物理效应,这对于利用宏观尺寸的材料制备更为实际的声子晶体器件具有一定的参考价值.

声学腔内声波隧穿效应的研究

从理论和实验两个方面研究了构建的声学谐振腔系统中的声学局域态和隧穿效应,该系统是由两个完全相同的一维声子晶体和一个可调控的间隔层构成.系统中的间隔层即为声学谐振腔层,它与量子系统中的电子双势垒结构具有相似性.在理论上,利用数学中的近似方法得到声波在声学谐振腔系统中声学局域态的本征频率和衰减因子的周期性变化行为以及声波随谐振腔层厚度变化的声学隧穿效应规律.在实验中,构建了连续可调的谐振腔声子晶体系统,通过改变此系统中腔层的厚度,在声波能谱中观测到一些分立的由高频向低频方向变化的透射点以及在不同腔层厚度所对应的禁带边缘透射峰之间区域中出现的一定周期性差异的透射峰行为,以上结果揭示了声波能量在能带中的周期性耦合过程和入射声波在系统中的隧穿动力学行为等特性.实验观测与理论计算结果完全一致.

双势阱中能级分裂的物理机理探析

利用转移矩阵的方法研究双势阱中不同区域内波矢量之间的耦合机理,以更直观的图像,从新的角度解释和分析了能态分裂的特性和物理机理.研究结果表明:当势垒宽度较小时,电子容易遂穿到达另一势阱中;随着遂穿几率越大,波函数之间的耦合越强,能态的分裂越容易,反之波函数之间的耦合越弱,能态分裂越难.

和频过程中的Rabi振荡与Landau-Zener遂穿过程

依据宏观现象与量子物理现象之间的相类似之处,利用干涉原理解释了和频场强度随着传输距离发生类似于原子系统中的Rabi振荡的物理机理,从Landau-Zener遂穿(LZT)的角度揭示了光学参量转换过程中的能量转移机理,以渐进解、解析解的形式详细展示出和频产生过程中的能量转移过程.

非线性绝热条件下的级联高效非线性光频转换

理论上研究了级联二阶非线性光学效应产生三次谐波中的非线性耦合与能量转移过程.依据受激拉曼绝热通道转移(STIRAP)原理和暗态特征,获得了非线性系统中的非线性绝热条件、分析了实现高效能量转换的物理机理,提出了实现能量完全转换时耦合系数应该满足的基本条件.研究结果对于设计产生三次谐波的光学器件具有重要意义.