光感應(yīng)一維陣列波導(dǎo)中復(fù)合態(tài)分立孤子的實驗觀察.pdf

1、近幾年來陣列波導(dǎo)中的分立衍射和分立孤子的研究引起了人們濃厚的興趣。分立衍射是由相鄰波導(dǎo)之間的線性耦合或倏逝效應(yīng)引起的，它本質(zhì)上不同于均勻介質(zhì)中的線性衍射。當(dāng)非線性與分立衍射相平衡時就會形成自局域態(tài)一分立孤子。但報道的大多數(shù)的研究工作都是在線性的固定波導(dǎo)陣列或者線性機制的光感應(yīng)陣列波導(dǎo)中進行的。在上述的兩種陣列波導(dǎo)中的分立孤子，是由探測光通過自相位調(diào)制形成的。 在非線性光感應(yīng)陣列波導(dǎo)(光子晶格)中，當(dāng)陣列光和探測光都具有很強的非線

2、性時，二者通過非線性互相位調(diào)制強烈相互作用。2003年，Desyatnikov等理論預(yù)測了在非線性機制的一維陣列波導(dǎo)中，同偏振但彼此非相干的探測光和陣列光相互作用能夠形成一種新型的空間空間孤子即復(fù)合態(tài)隙孤子。2004人們實驗觀察了在二維非線性光感應(yīng)光子晶格中由彼此互不相干的周期光束和一維局域光束的強耦合產(chǎn)生的一維復(fù)合孤子條的形成。 在光感應(yīng)陣列波導(dǎo)中，其△n比光子晶體小幾倍，并且缺陷模的線性本征值問題也不同于光子晶體。因此光感應(yīng)

3、陣列波導(dǎo)中的缺陷模問題引起了人們的興趣。理論研究發(fā)現(xiàn)，如果陣列波導(dǎo)中的負缺陷有適當(dāng)?shù)纳疃榷姨綔y光和負缺陷相位匹配，由于重復(fù)布拉格反射，陣列波導(dǎo)中的負缺陷就能夠俘獲探測光，形成缺陷模。 我們在LiNbO3：Fe晶體中利用自散焦光生伏打非線性，通過光感應(yīng)制作了非線性一維光子晶格，當(dāng)陣列光和探測光都是異常偏振光而且彼此互不相干時，在適當(dāng)?shù)墓鈴姳葪l件下，我們首次在其中觀察到了兩種類型的一維復(fù)合態(tài)空間分立孤子。當(dāng)高斯型探測光束垂直入射時

4、，對應(yīng)于正常衍射，我們觀察到了同位相復(fù)合態(tài)暗空間分立孤子。這是因為探測光和陣列光共同作用，通過自散焦效應(yīng)局部地改變了光子晶格的折射率，在布拉格帶隙中形成了一個很深的負缺陷，由于重復(fù)布拉格反射存在的局域缺陷模陷獲了探測光，最終形成了分立暗孤子，因此這種分立孤子也是缺陷模孤子。當(dāng)高斯型探測光以布拉格角度入射以及類偶極子結(jié)構(gòu)的探測光垂直入射時，對應(yīng)于反常衍射，我們觀察到了在布拉格帶隙中的反位相的復(fù)合態(tài)亮空間帶隙孤子。在高斯型探測光束垂直于陣列