微納光纖中光動(dòng)量實(shí)驗(yàn)及光動(dòng)量效應(yīng)應(yīng)用研究.pdf

1、光波具有動(dòng)量是眾所周知的事實(shí)，光波在真空中的動(dòng)量形式也毫無(wú)爭(zhēng)議。但是，光波在透明介質(zhì)中的動(dòng)量卻是物理學(xué)中的難題，一百年來(lái)研究者們對(duì)此爭(zhēng)論不休。1908年Minkowski提出的透明介質(zhì)中光動(dòng)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(gè)光動(dòng)量表達(dá)式E/nc。Abraham動(dòng)量滿足愛(ài)因斯坦的能量—?jiǎng)恿筷P(guān)系，而Minkowski的單光予動(dòng)量形式看起來(lái)滿足透明介質(zhì)中的德布羅意關(guān)系。究竟哪個(gè)動(dòng)量才是

2、正確的呢？研究者們一直企圖從理論和實(shí)驗(yàn)上解決此問(wèn)題，可至今研究者們還在激烈地爭(zhēng)論，沒(méi)有得到明確的答案。 本論文對(duì)百年來(lái)光動(dòng)量問(wèn)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(duì)透明介質(zhì)中的光動(dòng)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(duì)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(shí)產(chǎn)生的反沖光力所造成，用Abraham動(dòng)量很容易解釋此現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)看起來(lái)更傾向支持Abraham動(dòng)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(kāi)關(guān)，并且對(duì)其開(kāi)關(guān)的物理過(guò)程和開(kāi)關(guān)時(shí)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(dòng)量的各種理論以及研究者們對(duì)此問(wèn)題的各種觀點(diǎn)；第二部分是利用微納光纖研究透明介質(zhì)中的光動(dòng)量及光動(dòng)量效應(yīng)在微納光纖中的應(yīng)用。其主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下： 1）提出一種巧妙的檢驗(yàn)光動(dòng)量的實(shí)驗(yàn)方法：通過(guò)光波從光纖細(xì)絲端面出射時(shí)光力所造成的光纖形變檢驗(yàn)透明介質(zhì)中的光動(dòng)量。 2）首次在