三階非線性光學格子孤子的傳輸特性研究.pdf

1、研究周期性光學結構中傳輸和控制光信息流的方法和技術，具有重要的科學意義和應用價值。特別是，由于周期性光學格子獨特的性質，使得它可以制作全新原理或以前所不能制作的高性能器件，在光通訊上有重要的用途。本文利用解析和數(shù)值方法研究了在具有橫向折射率周期性調制的克爾型非線性光學格子中孤子的傳輸和控制，做出了一些創(chuàng)新性的研究結果： 首次得出了高斯光束形成格子孤子的條件和兩種穩(wěn)定傳輸形式。根據(jù)三階非線性光學格子孤子傳輸所遵循的偏微分方程，利用

2、矩方法推導出了格子孤子主要參量的演化方程，進一步分析得出了格子孤子的形成與穩(wěn)定傳輸?shù)臈l件。研究發(fā)現(xiàn)：光束的初始功率和入射角度是格子孤子形成和穩(wěn)定傳輸?shù)闹匾蛩?，當光束的初始功率與光束寬度滿足一定條件時，可以維持傳輸過程中衍射和非線性效應的精確平衡，從而形成穩(wěn)定的三階非線性格子孤子。由于入射角度的取值不同，格子孤子具有兩種不同的傳輸方式：當光束入射角小于某臨界角度時，光束可被類似波導形式的路徑俘獲，轉而沿該路徑向前傳輸；當光束入射角大于該

3、臨界角時，孤子則不會被俘獲，而是沿著光束的入射方向直線傳輸。從理論上得到了該臨界角的表達式，它隨折射率調制周期、調制深度的增加而增大，且光束越窄臨界值越大。 首次提出利用初始啁啾實現(xiàn)對格子孤子傳輸?shù)目刂?。我們得到了在光束具有線性空間啁啾的條件下高斯光束形成孤子的條件以及傳輸過程中光束啁啾的演化方程。結果表明：線性空間啁啾雖然對光束傳輸?shù)闹行奈恢脹]有任何影響，但它打破了衍射與非線性效應的平衡，導致光束發(fā)散，從而破壞了孤子形成的條件