非線性光子學晶格中的光傳播性質研究.pdf

1、光子學晶格是一種折射率呈周期性分布的微光學體系,光波在其中傳輸時,會出現許多在連續(xù)、均勻的體介質中所沒有的現象。通過對這些現象的研究,可以為更好地實現控制光、操縱光提供新的可能性,在全光信號處理、光通訊系統(tǒng)、光互聯(lián)網絡等方面具有潛在的應用價值。近些年來,人們將非線性作用和光子學晶格結合在一起,發(fā)展并形成了非線性光子學晶格體系,進一步增強了人們調控光、操控光的能力,將改變以往人們主要通過設計光子學晶格的幾何結構來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構的非線性光子學晶格中的傳輸行為,發(fā)現了一些新的光傳輸和光調控規(guī)律,并給出了相應的物理解釋。本研究分為五個部分：
　　 第一章介紹了一些和本論文工作相關的光學非線性效應的基本知識和概念,著重講解了光折變非線性效應的產生機制；然后介紹了非線性光子學晶格的結構特性以及其對光波調控的基本原理和思路；最后利用以上原理分析了一些非線性光子學晶格中的基本現象,如分立衍射和分立孤子等。

3、　　 第二章從理論和實驗兩個方面研究了含有表面缺陷的一維彎曲波導陣列光子學晶格中的表面波。研究結果表明,在表面負缺陷和晶格的彎曲作用下,只有當彎曲振幅最接近動態(tài)局域點A0時,晶格體系才同時支持三種線性模式的存在。隨著非線性作用的增強,不同線性模式之間會發(fā)生相互作用,光束也將被整形,同時其輸出光束的位置將發(fā)生位移。當非線性作用非常強時,分立表面孤子將形成。
　　 第三章從理論和實驗兩方面研究了一維直波導陣列光子學晶格和一維彎曲波

4、導陣列光子學晶格中的超連續(xù)光的線性和非線性頻譜規(guī)律。結果表明,在線性情況下,超連續(xù)光在直波導陣列和彎曲波導陣列輸出面上的光強頻譜分布是關于入射波導中心對稱的；然而,隨著非線性作用的增強,超連續(xù)光在彎曲波導陣列中的光強頻譜分布將發(fā)生對稱性破裂現象。當非線性作用足夠強時,不論是在一維直波導陣列還是在一維彎曲波導陣列中,不同頻率成分的光波都將發(fā)生集體自陷現象,形成復色光的帶隙孤子。
　　 第四章通過光感應傅里葉變換法制作了二維四方脊背

5、型波導陣列光子學晶格,并實驗觀察了探測光在這種光子學晶格中的線性分立衍射和非線性時域動態(tài)過程及其相對應的頻譜分布。研究結果表明,非格點入射條件下的線性分立衍射程度大于格點入射的情況；非格點入射條件下形成帶隙孤子所需要的非線性強度低于格點入射的情況；在k空間中,非格點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)的四個高對稱點M上。
　　 第五章通過光感應振幅掩膜法制