相位調(diào)制高斯光束在強(qiáng)非局域非線性 介質(zhì)中的傳輸特性

1、相位調(diào)制高斯光束在強(qiáng)非局域非線性介質(zhì)中的傳輸特性利用（11)維SnyderMitchell模型和空間正弦相位調(diào)制的方法，討論了如何控制髙斯光束在平面波導(dǎo)中的傳輸問題，發(fā)現(xiàn)只要適當(dāng)?shù)剡x擇調(diào)制參數(shù)就可得到穩(wěn)定對稱的三、五和六束子光束的共同傳輸，其獨特全新的相互作用過程在光開關(guān)、編碼器和分光器上有潛在的應(yīng)用價值.關(guān)鍵詞：強(qiáng)非局域非線性介質(zhì)，空間相位調(diào)制，空間光孤子相互作用特性，光開關(guān)1.引言眾所周知，沒有開關(guān)就沒有二進(jìn)制，沒有調(diào)制就沒有信息，

2、而調(diào)制的基礎(chǔ)仍然是開關(guān)，開關(guān)的快慢決定了信息交換的速度.在數(shù)字化、信息化高度發(fā)展的今天，高速率大容量信息交換網(wǎng)絡(luò)對開關(guān)的速度提出了更高更快的要求，而在各種開關(guān)中，唯光控光的開關(guān)（全光開關(guān))方能勝任.一般而言，對光束的控制方法有3種：機(jī)械式、電子式和全光方式.由于機(jī)械式開關(guān)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，電子開關(guān)又受限于電子的速度瓶頸，而基于克爾介質(zhì)對光場的非線性響應(yīng)速度的全光開關(guān)，其開關(guān)速度則可超過lTHz[lTHz[n因此全光開關(guān)是當(dāng)前的熱點之一.要實

3、現(xiàn)光控光開關(guān)的必要條件之一是：抽運光和信號光必須以光學(xué)空間孤子傳輸.由于孤子在全光開關(guān)、編碼器等方面所有的潛在應(yīng)用價值，使得孤子的研究在19641964年ChiaoChiao等所做的開創(chuàng)性工作后，受到相當(dāng)關(guān)注光學(xué)空間孤子是指：激光光束由于衍射所產(chǎn)生的自然展寬可通過光強(qiáng)與材料的非線性之間的相互作用來平衡，從而得到無衍射的能量不擴(kuò)散的穩(wěn)定自導(dǎo)傳輸?shù)墓馐?光學(xué)空間光孤子具有平面波前，因而會保持其橫截面大小不變地穩(wěn)定傳輸.目前已經(jīng)有大量的光學(xué)空

4、間孤子在不同的體材料中獲得并觀察到[5_7][5_7].人們在早期的研究中發(fā)現(xiàn)局域克爾型光孤子在(1(12)2)維情況下存在著內(nèi)在的不穩(wěn)定性w且需要很高的光功率，故從19971997年開始，對非局域非線性介質(zhì)中的光學(xué)空間孤子[卜1111]進(jìn)行了研究.所謂非局域非線性介質(zhì)是指介質(zhì)對光場的非線性響應(yīng)，不僅與該點的光場有關(guān)，而且與空間中其他點的光場有關(guān)[9’1()].材料的空間非局域性起源于物質(zhì)內(nèi)對光場響應(yīng)的單元（電子、分子或激子等，材料中對

5、光場響應(yīng)的不同單元對應(yīng)于不同的非線性機(jī)理的空間相關(guān)性.如果這種相關(guān)性為零，則這種材料是局域性材料.局域非線性介質(zhì)中傳輸?shù)目臻g光孤子是局域空間孤子（克爾孤子）.在理論上SnyderSnyderMitchellMitchell提出的非局域線性模型W，考在光束束寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料相關(guān)長度的強(qiáng)非局域條件下，描述傍軸光束在非局域非線性介質(zhì)中傳輸行為的（線性）方程.將非線性問題巧妙轉(zhuǎn)化為線性問題，這是一個革命的創(chuàng)舉，并由此發(fā)現(xiàn)了非局域非線性空間光學(xué)孤子