유전체 마이크로 공진기에서 Scar의 효과
Effects of Scar on Dielectric Microcavities
- 주제(키워드) 도움말 microcavity
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김칠민
- 발행년도 2014
- 학위수여년월 2014. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 물리학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000053318
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약 도움말
Scar현상은 완전히 혼돈적인 2차원 공진기 내부의 공명모드가 위상공간의 불안정한 fixed point에 높은 세기로 밀집해 위치하는 것을 말한다. 여기서 완전히 혼돈적인 공진기란 ray의 궤적이 위상공간에서 특별한 구조를 갖지 않고 공진기 내부 영역에 고르게 분포하는 경우를 가리킨다. 완전히 혼돈적인 공진기의 대표적인 예로 두 반원 사이를 직선으로 연결한 경기장(stadium) 모양의 공진기를 들 수있다. 공진기가 완전히 혼돈적이지 않은 경우에도 비슷한 현상이 나타난다. 예를 들어 타원 공진기와 같이 적분가능한 경계모양이면서 열린 경계를 갖는 공진기의 경우에 나타나는 scar를 Scarlike mode라 한다. 빛의 반사법칙을 만족하면서 동시에 주기궤도가 존재할 수 없는 공진기에서 나타나는 scar는 Quasi-scarred mode로 따로 구분한다. 본 논문에서는 원형 공진기를 완전히 혼돈적인 공진기인 Stadium공진기와 완전히 혼돈적이지 않은 계(mixed system)인 Quadrupole 공진기 모양으로 서서히 변화시키면서 해를 추적하여 Mode trace behavior를 얻었고, 이를 조사하여 모드 간 상호작용(Avoided Resonance Crossing, ARC) 과정에서 scar가 형성되는 조건을 밝혔다. 또한 모드 간 상호작용을 통한 scar의 형성이 공명모드의 life time을 나타내는 Q-factor에 미치는 영향을 연구하였다. 공진기의 경계를 따라 형성되는 매우 긴 life time을 갖는 모드를 Whispering Gallery(WG)모드라 한다. WG모드는 공진기의 모양이 원에서 조금만 변형되어도 매우 급격한 life time의 감소현상을 보이는데 이를 Q-spoiling이라 한다. 이 현상의 원인에 대해서는 지금까지 명확히 밝혀진 바가 없으며 본 논문에서는 Q-spoiling의 원인으로 모드 간의 상호작용을 제시하였다.
more초록/요약 도움말
Scar is the wave function which is localized on unstable periodic orbit in fully chaotic 2-dimensional cavity. Fully chaotic cavity is the special case of cavity that has ergodic phase space behavior of ray trajectory. One famous example of fully chaotic cavity is Stadium cavity made by two intervening straight lines between two half circles like ’Stadium’ shape. Similar behavior of the wave function also occurs when the cavity is not fully chaotic. For instance, Ellipse cavity, which is integrable, can have scarred mode called ’Scarlike mode’ when the cavity boundary is opened. In addition to open, integrable shape cavity, one that cannot have periodic orbit under the reflection law of light, can have scarred mode. We call this kind of mode as ’Quasi-scarred mode’. In this paper, we use Mode tracing behavior as the main tool of research. One can get Mode tracing behavior by solving wave equation while the cavity shape is slowly changed. We investigate the interaction between two modes (Avoided Resonance Crossing, ARC) by changing cavity shape from disk cavity to Quadrupole cavity, and find the condition for scar mode. We also study about Q-spoiling of high Q mode (Whispering Gallery(WG)mode). Q-factor is the life time of the resonance mode, and the Q-spoiling is the phenomena of radical decreasing of this Q-factor when the cavity is slightly deformed. There is no exact explanation about Q-spoiling mechanism. We propose here that the main reason of the Q-spoiling is the interaction between two modes.
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