周期性層狀克爾介質的非線性光學調控研究.pdf

1、超短脈沖激光與材料的相互作用是一個動態(tài)交互的過程，高強度的皮秒及飛秒激光入射到這種復合結構的介質上時，會誘導產生強的三階和高階非線性效應，三階非線性效應包括雙光子吸收，自聚焦等。反過來，受到激光誘導的介質本身也會影響入射光束的傳播特性，如束腰，脈寬，脈沖能量，峰值光強，相位分布，偏振態(tài)等會發(fā)生不同程度的變化。本文研究了由石英玻璃、空氣隙和有機材料CS2組成的復合周期性層狀結構的克爾介質體系模型。在此基礎上，研究了多種復合結構的光克爾介質

2、對入射超短脈沖激光的非線性調控。這種動態(tài)的非線性調控研究在光束或頻譜整形，光限制，光耦合器件甚至是通信系統(tǒng)信號傳輸領域都有非常重大的理論和實際應用價值。本研究分為五個部分：
　　 第一章是緒論，介紹了非線性光學發(fā)展狀況以及周期性結構體系中非線性調控的主要物理機制。并且對論文中所研究的材料CS2和石英玻璃作了詳細的介紹。
　　 第二章研究了由石英玻璃、空氣隙和CS2組成的復合周期性層狀體系對入射高斯光束的調控。這一章我們首

3、先給出了超短脈沖在介質中的傳播方程，隨后分別詳細的研究了皮秒體系和飛秒體系下周期性層狀結構對入射的高斯光束光斑和峰值光強的調控，提出了“Cuvette”模型。通過研究我們發(fā)現，連續(xù)的調整體系中CS2的厚度，可以實現對入射高斯光束光斑和峰值光強動態(tài)的、連續(xù)的調控。
　　 第三章研究了這種周期性結構對不同偏振態(tài)入射的高斯光束的調控。在這一部分，我們首先研究了介質中的局域偏振態(tài)分布。隨后我們將CS2的分子重取向效應和高光強下的自聚焦效

4、應結合起來，利用CS2和石英玻璃組成的周期性層狀結構，實現了對入射光束偏振態(tài)的連續(xù)調控。
　　 第四章利用周期性層狀克爾介質體系研究了調制不穩(wěn)定性。在這一章，我們首先介紹了調制不穩(wěn)定性的概念，隨后在理論上分析了層狀結構開啟調制不穩(wěn)定性的條件，并研究了飛秒情況下幾種不同結構的體系發(fā)生調制不穩(wěn)定性的條件。在第四小節(jié)我們針對其中一種結構研究了波長特性對開啟調制不穩(wěn)定性的影響。第五小節(jié)我們對基于實驗參數的雙光束干涉條紋在周期性層狀結構體