光折變離散表面孤子研究.pdf

1、近年來(lái)，光束在光子晶格或光波導(dǎo)陣列(即折射率周期性調(diào)制介質(zhì))中的線性或非線性傳播已經(jīng)成為光學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，其表現(xiàn)出了不同于均勻介質(zhì)中所特有的傳輸行為特性。當(dāng)表面的概念被引入光學(xué)離散體系時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)在波導(dǎo)陣列與均勻介質(zhì)的界面處存在表面離散孤子，這類(lèi)孤子結(jié)合了表面波和離散孤子兩者的特征。離散化的表面孤子特性使得光子晶格在光通訊系統(tǒng)、光交換網(wǎng)絡(luò)、光測(cè)向等方面存在潛在應(yīng)用價(jià)值。光折變非線性按照形成機(jī)制可以分為漂移、擴(kuò)散和光生伏打三種非線性

2、。其中擴(kuò)散為非局域非線性，漂移為局域非線性。本文主要就漂移和擴(kuò)散非線性中離散表面孤子展開(kāi)研究。根據(jù)對(duì)于離散孤子的研究，自聚焦非線性可以平衡光束的正常衍射形成同相位的表面離散孤子，自散焦非線性可以平衡反常衍射可以形成反相位的表面禁帶孤子。而擴(kuò)散非線性可以平衡表面的全內(nèi)反射在表面處形成表面禁帶孤子。本文對(duì)于一維光折變離散表面孤子的模式，穩(wěn)定性，以及孤子激發(fā)傳播和相位關(guān)系的理論進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　 (1)應(yīng)用有限

3、差分法(FDM)和Floquet傅里葉希爾方法(FFHM)計(jì)算光學(xué)能帶，分析線性情況下電場(chǎng)或波導(dǎo)調(diào)制深度與傳播常數(shù)的關(guān)系，得到允帶和禁帶區(qū)域。
　　 (2)建立光誘導(dǎo)光學(xué)晶格中漂移非線性離散表面孤子理論模型。理論研究了自聚焦和自散焦中的表面離散孤子和表面禁帶孤子模式，并且應(yīng)用VK判據(jù)得到穩(wěn)定孤子區(qū)域。數(shù)值模擬研究了穩(wěn)定孤子傳播，孤子激發(fā)和相位關(guān)系。
　　 (3)建立擴(kuò)散漂移非線性離散表面孤子理論模型。首先理論計(jì)算不同擴(kuò)散