微納光纖中光動量實驗及光動量效應(yīng)應(yīng)用研究.pdf

1、光波具有動量是眾所周知的事實，光波在真空中的動量形式也毫無爭議。但是，光波在透明介質(zhì)中的動量卻是物理學(xué)中的難題，一百年來研究者們對此爭論不休。1908年Minkowski提出的透明介質(zhì)中光動量應(yīng)為nE/c，E為光波能量，n為介質(zhì)折射率，c為真空光速，而隔年Abraham又提出另一個光動量表達(dá)式E/nc。Abraham動量滿足愛因斯坦的能量—動量關(guān)系，而Minkowski的單光予動量形式看起來滿足透明介質(zhì)中的德布羅意關(guān)系。究竟哪個動量才是

2、正確的呢？研究者們一直企圖從理論和實驗上解決此問題，可至今研究者們還在激烈地爭論，沒有得到明確的答案。 本論文對百年來光動量問題的研究進(jìn)展和現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，利用“微納光纖”對透明介質(zhì)中的光動量進(jìn)行了研究，首次發(fā)現(xiàn)光致光纖彎曲的現(xiàn)象并對此現(xiàn)象進(jìn)行半定量的理論分析。分析表明，微納光纖的彎曲是由光從光纖端面出射時產(chǎn)生的反沖光力所造成，用Abraham動量很容易解釋此現(xiàn)象，實驗看起來更傾向支持Abraham動量。另外，本文還介紹了

3、一種基于光致彎曲效應(yīng)的新型低功率全光開關(guān)，并且對其開關(guān)的物理過程和開關(guān)時間進(jìn)行了初步的研究。 本論文包含兩大部分的內(nèi)容：第一部分是介紹目前透明介質(zhì)中光動量的各種理論以及研究者們對此問題的各種觀點；第二部分是利用微納光纖研究透明介質(zhì)中的光動量及光動量效應(yīng)在微納光纖中的應(yīng)用。其主要創(chuàng)新點如下： 1）提出一種巧妙的檢驗光動量的實驗方法：通過光波從光纖細(xì)絲端面出射時光力所造成的光纖形變檢驗透明介質(zhì)中的光動量。 2）首次在