基于雙光子光折變效應(yīng)的弱調(diào)制光子晶格的光局域效應(yīng).pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：O438學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：535密級(jí)：公開(kāi)理學(xué)碩士學(xué)位論文基于雙光子光折變效應(yīng)的弱調(diào)制光子晶格的光局域效應(yīng)碩士研究生：肖政國(guó)導(dǎo)師：孫秀冬教授申請(qǐng)學(xué)位：理學(xué)碩士學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：光學(xué)所在單位：物理系答辯日期：2012年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文摘要離散衍射是周期性結(jié)構(gòu)中一種常見(jiàn)的光學(xué)現(xiàn)象，最早在波導(dǎo)陣列系統(tǒng)中提出和觀察到，用光誘導(dǎo)方法能在光折變晶體中形成類(lèi)波導(dǎo)的周期性光子晶格

2、結(jié)構(gòu)，光束在晶格系統(tǒng)中的傳輸表現(xiàn)為典型的離散衍射特性，在非線(xiàn)性的參與下會(huì)在橫向尺度發(fā)生光局域效應(yīng)，所以本課題方向在全光開(kāi)關(guān)，全光路由，光信息處理，集成光學(xué)，光互聯(lián)，衍射操控等領(lǐng)域有誘人的應(yīng)用前景。雙光子光折變材料通過(guò)雙光子光折變效應(yīng)將光生載流子二次激發(fā)建立空間電荷場(chǎng)，利用泡克爾斯效應(yīng)形成相應(yīng)的空間折射率分布。實(shí)驗(yàn)證明這種機(jī)制產(chǎn)生的晶格結(jié)構(gòu)比單光子效應(yīng)生成的更加穩(wěn)定，所以采用雙光子光折變材料來(lái)研究離散衍射和光局域效應(yīng)更容易達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，也

3、更為實(shí)驗(yàn)的觀察提供了有利的條件。本論文介紹了從離散衍射到離散光孤子的發(fā)展歷程；從雙光子光折變效應(yīng)的理論模型得到雙光子介質(zhì)中折射率調(diào)制度表達(dá)式，在麥克斯韋方程組的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出光與雙光子光折變材料相互作用的傳輸動(dòng)力學(xué)方程，并用光束傳播法（BPM）在Matlab工作環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了對(duì)衍射圖樣的模擬。弱調(diào)制光子晶格較之波導(dǎo)而言有著幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：通過(guò)改變?nèi)肷錀l件就能靈活地調(diào)節(jié)和操控光子晶格的周期，并且所加電場(chǎng)的極性和數(shù)值決定著非線(xiàn)性的符號(hào)和強(qiáng)度。本論文主

4、要對(duì)基于雙光子光折變效應(yīng)上的不同類(lèi)型弱調(diào)制光子晶格進(jìn)行了理論研究和數(shù)值模擬。在連續(xù)系統(tǒng)（折射率是一常數(shù)）中，模擬了探測(cè)光在雙光子光折變材料中的傳輸特性，給出了在不同電場(chǎng)極性下取不同數(shù)值時(shí)的雙光子光折變材料輸出端的光場(chǎng)能量分布和光束傳輸截面圖；在離散系統(tǒng)（折射率呈周期性變化）方面，主要研究了用光誘導(dǎo)法在雙光子介質(zhì)中形成的二維正方脊背結(jié)構(gòu)和六角脊背光子晶格，并從線(xiàn)性和非線(xiàn)性?xún)煞N情況來(lái)作出討論。對(duì)于雙光子光折變材料中這兩種類(lèi)型的周期性光子晶格