非線(xiàn)性光子學(xué)晶格中的光傳播性質(zhì)研究.pdf

1、光子學(xué)晶格是一種折射率呈周期性分布的微光學(xué)體系,光波在其中傳輸時(shí),會(huì)出現(xiàn)許多在連續(xù)、均勻的體介質(zhì)中所沒(méi)有的現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)這些現(xiàn)象的研究,可以為更好地實(shí)現(xiàn)控制光、操縱光提供新的可能性,在全光信號(hào)處理、光通訊系統(tǒng)、光互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。近些年來(lái),人們將非線(xiàn)性作用和光子學(xué)晶格結(jié)合在一起,發(fā)展并形成了非線(xiàn)性光子學(xué)晶格體系,進(jìn)一步增強(qiáng)了人們調(diào)控光、操控光的能力,將改變以往人們主要通過(guò)設(shè)計(jì)光子學(xué)晶格的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)控制光束傳輸行為的歷史。本

2、論文就是基于以上的背景,研究探索了光波在不同幾何結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性光子學(xué)晶格中的傳輸行為,發(fā)現(xiàn)了一些新的光傳輸和光調(diào)控規(guī)律,并給出了相應(yīng)的物理解釋。本研究分為五個(gè)部分：
　　 第一章介紹了一些和本論文工作相關(guān)的光學(xué)非線(xiàn)性效應(yīng)的基本知識(shí)和概念,著重講解了光折變非線(xiàn)性效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制；然后介紹了非線(xiàn)性光子學(xué)晶格的結(jié)構(gòu)特性以及其對(duì)光波調(diào)控的基本原理和思路；最后利用以上原理分析了一些非線(xiàn)性光子學(xué)晶格中的基本現(xiàn)象,如分立衍射和分立孤子等。

3、　　 第二章從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面研究了含有表面缺陷的一維彎曲波導(dǎo)陣列光子學(xué)晶格中的表面波。研究結(jié)果表明,在表面負(fù)缺陷和晶格的彎曲作用下,只有當(dāng)彎曲振幅最接近動(dòng)態(tài)局域點(diǎn)A0時(shí),晶格體系才同時(shí)支持三種線(xiàn)性模式的存在。隨著非線(xiàn)性作用的增強(qiáng),不同線(xiàn)性模式之間會(huì)發(fā)生相互作用,光束也將被整形,同時(shí)其輸出光束的位置將發(fā)生位移。當(dāng)非線(xiàn)性作用非常強(qiáng)時(shí),分立表面孤子將形成。
　　 第三章從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面研究了一維直波導(dǎo)陣列光子學(xué)晶格和一維彎曲波

4、導(dǎo)陣列光子學(xué)晶格中的超連續(xù)光的線(xiàn)性和非線(xiàn)性頻譜規(guī)律。結(jié)果表明,在線(xiàn)性情況下,超連續(xù)光在直波導(dǎo)陣列和彎曲波導(dǎo)陣列輸出面上的光強(qiáng)頻譜分布是關(guān)于入射波導(dǎo)中心對(duì)稱(chēng)的；然而,隨著非線(xiàn)性作用的增強(qiáng),超連續(xù)光在彎曲波導(dǎo)陣列中的光強(qiáng)頻譜分布將發(fā)生對(duì)稱(chēng)性破裂現(xiàn)象。當(dāng)非線(xiàn)性作用足夠強(qiáng)時(shí),不論是在一維直波導(dǎo)陣列還是在一維彎曲波導(dǎo)陣列中,不同頻率成分的光波都將發(fā)生集體自陷現(xiàn)象,形成復(fù)色光的帶隙孤子。
　　 第四章通過(guò)光感應(yīng)傅里葉變換法制作了二維四方脊背

5、型波導(dǎo)陣列光子學(xué)晶格,并實(shí)驗(yàn)觀察了探測(cè)光在這種光子學(xué)晶格中的線(xiàn)性分立衍射和非線(xiàn)性時(shí)域動(dòng)態(tài)過(guò)程及其相對(duì)應(yīng)的頻譜分布。研究結(jié)果表明,非格點(diǎn)入射條件下的線(xiàn)性分立衍射程度大于格點(diǎn)入射的情況；非格點(diǎn)入射條件下形成帶隙孤子所需要的非線(xiàn)性強(qiáng)度低于格點(diǎn)入射的情況；在k空間中,非格點(diǎn)入射條件下帶隙孤子的能量主要分布在第一布里淵區(qū)的帶隙邊緣；而格點(diǎn)入射條件下帶隙孤子的能量主要分布在第一布里淵區(qū)的四個(gè)高對(duì)稱(chēng)點(diǎn)M上。
　　 第五章通過(guò)光感應(yīng)振幅掩膜法制