光折變光學(xué)空間孤子的研究.pdf

1、光學(xué)空間孤子是一個(gè)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(xué)空間孤子的研究是非線性光學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與前沿之一。由于它可以用很弱的光功率(微瓦至毫瓦)導(dǎo)致明顯的非線性效應(yīng)，并且具有光波導(dǎo)和光開(kāi)關(guān)的應(yīng)用潛力，同時(shí)其非線性行為可以類比到其他包括固體物理，生物學(xué)等領(lǐng)域的非線性行為，因此近十幾年來(lái)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(jī)制和控制機(jī)制。并提出了一種新類型的光學(xué)空間孤子—光致異構(gòu)孤子。

2、 提出了復(fù)色光光伏空間孤子這類孤子。分析了這種孤子的形成機(jī)制，從理論上和實(shí)驗(yàn)上證明了這種孤子的存在。同時(shí)給出了這種孤子形成與否的一個(gè)判據(jù)。將復(fù)色光的形成機(jī)制研究擴(kuò)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(fù)色光孤子，并且具有一些新的特性。 復(fù)色光形成的孤子可以看成為多個(gè)頻率成分的光分量互相耦合，從而形成多分量(矢量)孤子。對(duì)應(yīng)于這種頻率的多分量孤子，本論文進(jìn)一步分析了具有多個(gè)(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(shí)驗(yàn)研究表明在適當(dāng)?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(jī)制，本論文還研究了孤子的控制機(jī)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(dú)影響晶體中孤子的形成與否和寬度。 光學(xué)空間孤子這種光學(xué)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(kāi)發(fā)形成光學(xué)

4、空間孤子的新機(jī)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(xué)空間孤子，并對(duì)其進(jìn)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(duì)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(gè)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(zhǎng)組合可以大大豐富這類孤子的特性，可以通過(guò)改變偏振的組合或者選擇不同的波長(zhǎng)而實(shí)現(xiàn)信號(hào)光白散焦和自聚焦的轉(zhuǎn)換。