基于“動態(tài)”光折變空間孤子的光開關研究.pdf

1、光開關是光網(wǎng)絡中的重要器件，特別是在全光網(wǎng)絡中，全光開光作為全光信號路由、交換和處理的基礎，是實現(xiàn)全光網(wǎng)絡的關鍵。但是全光開關的高驅(qū)動功率極大地限制了全光網(wǎng)絡的發(fā)展，于是降低驅(qū)動功率是研究者們關注的主要問題之一。隨著非線性材料科學的發(fā)展，只需毫瓦量級功率驅(qū)動的光折變空間孤子備受研究者們關注，近年來先后報道了“以光控光”的孤子開關和孤子邏輯門，然而利用孤子自控彎曲的孤子光開關卻鮮有報道。本文從光折變效應及“動態(tài)”光折變空間孤子出發(fā)，展開以

2、下研究:
　　1.提出了一種測量晶體中光致折射率變化的方法，對光伏晶體鈮酸鋰(LN)在光照條件下折射率的變化進行理論分析，搭建實驗平臺，結(jié)合數(shù)字圖像處理對LN晶體在非均勻光輻照下的折射率變化進行了測量，并記錄了微小折射率變化隨輻照時間變化的曲線。實驗結(jié)果顯示，晶體受到光輻照后折射率發(fā)生變化，在光輻照約60s后折射率變化達到飽和，對于o光和e光，飽和折射率變化分別達到了1.2×10-4和6.6×10-4，與其他報道保持了良好的一致性

3、。
　　2.研究了偏壓條件下沿光軸平移的Ce:SBN晶體孤子的彎曲，實驗表明晶體在外加電場內(nèi)的移動使本來存在時間極短的準穩(wěn)態(tài)孤子的存在時間大大延長，只要晶體在平移的過程中，這種光孤子就一直穩(wěn)定地存在。我們將這種隨晶體沿光軸的平移而一直存在的孤子稱為“動態(tài)”光折變空間孤子。沿光軸的平移首先會引發(fā)光致折射率波導發(fā)生不對稱的傾斜，其次平移速度會影響自由載流子的擴散速度，較高的平移速度可以縮短到達飽和折射率變化的時間。晶體的平移可以看作是

4、對準穩(wěn)態(tài)孤子的微擾，微擾對孤子運動的影響可以通過粒子在擴散場中的運動模型來研究。我們應用這種模型研究得到了晶體移動速度與光束中心位置的近似表達式。
　　3.利用“動態(tài)”光折變空間孤子原理設計了一種光開關，這種光開關的主要結(jié)構是沿光軸平移的偏壓光折變晶體，通過控制晶體平移的速度和方向可以選擇不同的輸出端口。我們首先對該光開關進行了計算機模擬，然后設計實驗對偏壓條件下沿光軸平移的Ce:SBN晶體中的孤子進行實際觀測。孤子在不同移動速度