光子晶体谐振腔系统中类电磁感应透明/吸收效应及其动态调控

Electromagnetically induced transparency (EIT) has led to very important applications in optical and quantum information processing, such as slow light，optical and Quantum dynamic storage, and all-optical device etc. With the rapid development of the micro/nano fabrication techniques, the realization of EIT-like effect in optical cavity-resonator systems and its application has become a hot spot in recent years. At the same time, the application of photonic crystal resonator system in all-optical network and all-optical device has made great progress. This project focuses on EIT/EIA-like effect and its dynamic control mechanism by using optical nonlinear effect in photonic crystal resonator system, mainly includes:.(1) Transmission, phase response and optical time delay properties of EIT/EIA-like in photonic crystal resonator systems, including: multi-microcavity cascade systems, the coupling systems between microcavity and other types of resonant cavity, and single cavity systems..(2) Dynamic response characteristics of EIT/EIA-like by introducing optical nonlinear effect in microcavities, includes self-phase modulation, optical control time delay, Optical bistable properties, and so on; explore the application of these physical mechanisms in design of all-optical functional devices..The research results of this project will provide important theoretical and experimental basis for the realization of all-optical signal processing and design of all-optical function devices.

电磁感应透明（EIT）在光和量子信息处理方面有着十分重要的应用前景，如慢光、光和量子动态存储、全光器件等。随着微/纳米制造技术的快速发展，在光学谐振腔系统中实现类EIT效应及其应用探索已成为了近年来研究的热点。同时，光子晶体谐振腔系统在全光网络和全光器件中的应用研究也取得了重大进展。本项目聚焦光子晶体谐振腔系统类EIT/EIA效应物理性质及光学非线性效应对其动态调控机制的研究，主要的内容包括：(1)光子晶体多微腔级联耦合系统、微腔与光子晶体其他类型共振腔耦合系统以及光子晶体单腔系统中类EIT/EIA效应传输特性、相位响应特性以及光时间延迟性质；(2)在微腔中引入光学非线性效应，研究类EIT/EIA共振的动态响应特性，包括自位相调制、光控时间延迟和光学双稳特性等，并且进一步探索这些物理机制在全光功能器件设计中的应用。本项目研究结果将为全光信号处理和全光功能器件提供了重要的理论指导和实验依据。

电磁感应透明（EIT）在光和量子信息处理方面有着十分重要的应用前景，如慢光、光和量子动态存储、全光器件等。基于近年来人们对光子晶体材料的深入研究和微纳加工工艺的发展，用光子晶体微腔耦合实现类EIT效应，并利用微腔材料的非线性效应对EIT 效应进行有效调控有着广阔的应用前景。本项目聚焦光子晶体谐振腔系统类EIT/EIA效应物理性质及光学非线性效应对其动态调控机制的研究，探索其在构建全光功能器件方面的应用。已完成的主要研究内容包括以下几部分：.1).建立光子晶体波导微腔耦合系统，研究了点缺陷微腔级联耦合系统、点缺陷微腔与FP 腔、WGM 腔耦合系统的Fano、EIT/EIA共振特性和物理机制；.2).在光子晶体波导微腔耦合系统中，引入光学非线性效应对EIT/EIA共振进行动态调控，实现全光开关、全光二极管等全光功能器件；.3).将光子晶体波导微腔耦合系统的EIT和EIA激发效应推广至plasmonic波导系统，建立表面等离激元波导和微腔耦合系统，研究表面等离激元微腔Fano、EIT/EIA、多重EIT/EIA效应的物理机制；.4).在表面等离激元波导和微腔耦合系统中引入光学Kerr非线性效应，研究非线性效应对EIT/EIA效应的动态调控，实现全光开关、全光二极管等全光功能器件；.5).研究微纳光纤波导与回音壁微腔的耦合特性，探索在环境参数感知和光纤激光器系统滤波调制方面的应用。.此外，我们还在新型光纤传感器、光纤生物传感应用和光纤可穿戴设备等方面开展了深入的研究工作。该课题的研究结果都可以直接应用于其他的光学谐振腔系统（如plasmonic 腔系统、光纤谐振腔系统等），可以说在全光信号处理和全光器件设计方面的上具有相当重要的理论价值和深远的实际意义。