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本论文主要利用了传输矩阵的方法研究了光在一维PT对称周期结构中的传输特性。 在研究过程中,首先我们根据光在传输过程中的边界条件和相位匹配条件推导出了单层介质的反射系数和透射系数与波矢量的关系,接着在此基础上又推导了分层介质的反射系数和透射系数的计算方法,即传输矩阵法。同时我们还证明了对于光波传输过程中有损耗的情况,同样适用于该方法。 其次,我们用传输矩阵方法验证了在系统恰好处在PT破坏点时,一维PT对称周期结构出现了单向不可见性。并且,我们还计算了系统在PT破坏点之上时,反射率和透射率与频率之间的关系,并发现了一些有趣的现象。如在布拉格波长附近出现了多个反射和透射峰等等。 综上所述,本文利用传输矩阵的方法研究了光在一维PT对称周期结构中的传输特性。其中传输矩阵的方法可以很方便的用来计算一维多层介质的反射率和透射率。对于系统在PT破坏点之上时出现的多个反射峰现象,同样在多通道滤波器上有重要的应用。 本文共分四章,主要内容如下: 第一章,介绍了光学PT系统的研究背景及国内外的研究进展。同时,还介绍PT对称光学系统下的研究价值。 第二章,本章我们介绍了传输矩阵的方法,首先推导了平面波在在单层边界的反射和透射情况;接着在此基础上又推导了多层介质反射系数和透射系数的计算方法,最后我们还验证了,对于光在有损耗的多层介质中传输,该传输矩阵法同样适用。这对研究光在具有周期结构的介质中的传输有着重要作用, 第三章,在本章中,我们利用传输矩阵的方法首先验证了在PT破坏点时,一维PT对称周期晶格中的单向不可见性;在破坏点之下时,随着PT虚部峰值的减小,系统逐渐变成了一维光子晶体结构,并且当PT虚部为0时,可以看到在布拉格波长处,系统发生布拉格衍射。接下来我们去计算了在PT破坏点之上时,系统的反射率和透射率,发现了很奇特的现象。当PT势虚部峰值取某些值时,反射率和透射率幅度出现了很窄的尖峰。并且随着PT势虚部峰值的增大,又出现了多个等间隔的反射峰。除此之外,我们还观察到随着PT势虚部峰值的增加,反射率和透射率会周期出现上述的现象。对于PT系统处于破坏点之上时,多个反射峰的出现与周期的增益损耗的相干叠加有一定的关系。多个反射峰的大小与系统的周期数、折射率调制n1增益和损耗n2有关。但是单纯的增加n2的话,虽然能获得比较大的反射峰,但是其间隔是不同的,实际应用价值并不高。但是通过增加周期数和折射率的调制n1,不仅可以获得更大的反射峰,而且还能保证反射峰是等间隔的,对多通道滤波器有着潜在的应用价值。实际应用时,可以通过改变周期数和n1来获得理想的波长。 第四章,总结了全文的研究成果,并提出了对未来工作的展望。