光折變光學空間孤子的研究.pdf

1、光學空間孤子是一個有趣的非線性現(xiàn)象，它是指光束保持不衍射的一種傳播狀態(tài)。光折變光學空間孤子的研究是非線性光學領(lǐng)域的研究熱點與前沿之一。由于它可以用很弱的光功率(微瓦至毫瓦)導致明顯的非線性效應(yīng)，并且具有光波導和光開關(guān)的應(yīng)用潛力，同時其非線性行為可以類比到其他包括固體物理，生物學等領(lǐng)域的非線性行為，因此近十幾年來吸引了人們廣泛的研究興趣。本論文系統(tǒng)地研究了光折變光伏孤子的形成機制和控制機制。并提出了一種新類型的光學空間孤子—光致異構(gòu)孤子。

2、 提出了復色光光伏空間孤子這類孤子。分析了這種孤子的形成機制，從理論上和實驗上證明了這種孤子的存在。同時給出了這種孤子形成與否的一個判據(jù)。將復色光的形成機制研究擴展到光折變聚合物材料中，證明在光折變聚合物中也可以形成復色光孤子，并且具有一些新的特性。 復色光形成的孤子可以看成為多個頻率成分的光分量互相耦合，從而形成多分量(矢量)孤子。對應(yīng)于這種頻率的多分量孤子，本論文進一步分析了具有多個(橫向)空間頻率的光在光伏晶體中所

3、形成的孤子。這種孤子就是部分空間非相干光光伏空間孤子。理論和實驗研究表明在適當?shù)臈l件下，部分空間非相干光光伏空間孤子可以在光伏光折變晶體中形成。 除了研究孤子的形成機制，本論文還研究了孤子的控制機制。研究表明外加的背景光的光伏系數(shù)可以影響光伏晶體中光伏孤子和屏蔽—光伏的孤子形成；晶體外電路的外加電阻也可以單獨影響晶體中孤子的形成與否和寬度。 光學空間孤子這種光學的非線性現(xiàn)象不僅僅存在于光折變非線性領(lǐng)域中。作為開發(fā)形成光學

4、空間孤子的新機制，本論文提出了利用聚合物材料中的光致異構(gòu)非線性效應(yīng)也可以形成光學空間孤子，并對其進行了系統(tǒng)的研究。一方面從理論上提出了不同偏振狀態(tài)的光在不需其他光輔助的情況下可以形成自發(fā)的孤子，且這種自發(fā)孤子是暗的，并對這種孤子的存在曲線，特性等作了研究；另一方面也發(fā)現(xiàn)如果外加一個背景光，那么背景光與孤子光束的不同偏振組合及不同波長組合可以大大豐富這類孤子的特性，可以通過改變偏振的組合或者選擇不同的波長而實現(xiàn)信號光白散焦和自聚焦的轉(zhuǎn)換。