光折變非線性表面光波導(dǎo)光學(xué)能帶與導(dǎo)波特性研究.pdf

1、近年來(lái)，光波導(dǎo)作為集成光學(xué)器件的基本單元，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者越來(lái)越多的關(guān)注。光折變表面波是在擴(kuò)散機(jī)制下的光折變非線性引起的自彎曲效應(yīng)，光波被約束在光折變介質(zhì)表面邊界狹層內(nèi)，并沿著表面?zhèn)鞑ザ槐簧⑸洹?br>　　 本文提出了“光折變非線性表面光波導(dǎo)(Photorefractive Surface Optical Waveguide，PR SOWG)”的概念，這種波導(dǎo)是由光折變表面波在光折變晶體表面誘導(dǎo)形成的。具體來(lái)說(shuō)，就是基于非線性光誘導(dǎo)

2、過(guò)程使光折變晶體從表面到體內(nèi)的折射率呈現(xiàn)出一種周期性震蕩衰減的漸變分布，即寫入了波導(dǎo)。這種由PR SW誘導(dǎo)形成的波導(dǎo)，可以通過(guò)光電固定的方法將其固定，也可以用熱擦洗的方法對(duì)其進(jìn)行擦洗。
　　 對(duì)該波導(dǎo)而言，包層的低折射率介質(zhì)已不是必要條件。導(dǎo)波可以在空氣和晶體的交界面處進(jìn)行傳播，并且光強(qiáng)會(huì)集中于晶體表面附近的一個(gè)很窄的區(qū)域內(nèi)。相對(duì)于非線性介質(zhì)中由空間孤子誘導(dǎo)的體波導(dǎo)，這種波導(dǎo)依附于表面存在，因而更加適用于集成光學(xué)領(lǐng)域。PR SW

3、可以通過(guò)外加電場(chǎng)及背景光強(qiáng)調(diào)控，從而PR SOWG的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和導(dǎo)波的模式也可以通過(guò)外部條件方便地調(diào)控?？傊琍RSOWG具有非線性、可控性、表面敏感性、可固定和擦洗等特點(diǎn)，將會(huì)在集成光學(xué)領(lǐng)域中具有重要的發(fā)展前景。
　　 本文我們理論研究了光折變非線性表面光波導(dǎo)的光誘導(dǎo)形成；該波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的折射率分布，即具有漸變折射率與多溝道波導(dǎo)相結(jié)合的特性；基于這種波導(dǎo)的特殊結(jié)構(gòu)，我們運(yùn)用轉(zhuǎn)移矩陣方法數(shù)值模擬分析了此波導(dǎo)的導(dǎo)波模式、色散關(guān)系及其光學(xué)