中文摘要：

本项目旨在研究纳微光束的控制。发现了许多新的微纳光束控制方法。首次提出在常规波导中引入负折射率的奇异材料波导弯曲结构，实现波导纳微光束在0度到180度之间任意角度弯曲的高效率传输，弯曲传输效率接近100%，弯曲结构材料是均匀的各向同性材料，易于制备；在交叉波导结构中引入奇异材料波导匹配子结构，交叉区的衍射被压制，结构紧凑，交叉角范围大，可实现连纳微光束的低衍射与低串扰传播光束直行；在低折射SLOT波导的交叉处引入高折射率介质填充，不仅可以克服严重的交叉串扰，且可以降低波导的辐射损耗，实现高效率无串扰直行。在光子晶体纳微波导结构输出面引入离散表面控制结构，可以人为地控制多光束输出的个数与质量，实现了一个光子晶体波导与三个光纤的完美耦合。非线性波导阵列也可实现纳微光束的控制，在缺陷波导中存在缺陷光孤子，一般的离散光孤子会被结构缺陷排斥或捕获。在横向啁啾波导阵列中存在同相光束吸引融合、反相光束振荡形成稳定传输的类孤子现象；半无限横向边界导致表面孤子；有限大横向尺寸导致周期振荡、类 Talbot效应及周期呼吸子等，为光束控制提供了多样性。