微納光纖中光動量實驗及光動量效應應用研究.pdf

1、光波具有動量是眾所周知的事實，光波在真空中的動量形式也毫無爭議。但是，光波在透明介質中的動量卻是物理學中的難題，一百年來研究者們對此爭論不休。1908年Minkowski提出的透明介質中光動量應為nE/c，E為光波能量，n為介質折射率，c為真空光速，而隔年Abraham又提出另一個光動量表達式E/nc。Abraham動量滿足愛因斯坦的能量—動量關系，而Minkowski的單光予動量形式看起來滿足透明介質中的德布羅意關系。究竟哪個動量才是

2、正確的呢？研究者們一直企圖從理論和實驗上解決此問題，可至今研究者們還在激烈地爭論，沒有得到明確的答案。 本論文對百年來光動量問題的研究進展和現狀進行了詳細的介紹，利用“微納光纖”對透明介質中的光動量進行了研究，首次發(fā)現光致光纖彎曲的現象并對此現象進行半定量的理論分析。分析表明，微納光纖的彎曲是由光從光纖端面出射時產生的反沖光力所造成，用Abraham動量很容易解釋此現象，實驗看起來更傾向支持Abraham動量。另外，本文還介紹了

3、一種基于光致彎曲效應的新型低功率全光開關，并且對其開關的物理過程和開關時間進行了初步的研究。 本論文包含兩大部分的內容：第一部分是介紹目前透明介質中光動量的各種理論以及研究者們對此問題的各種觀點；第二部分是利用微納光纖研究透明介質中的光動量及光動量效應在微納光纖中的應用。其主要創(chuàng)新點如下： 1）提出一種巧妙的檢驗光動量的實驗方法：通過光波從光纖細絲端面出射時光力所造成的光纖形變檢驗透明介質中的光動量。 2）首次在