垂直排列的向列相液晶中空間光孤子的研究.pdf

1、向列相液晶中的空間光孤子是指在向列相液晶材料中無(wú)衍射地向前傳播的光束。它的產(chǎn)生是由于液晶的重取向非線性引發(fā)的自聚焦效應(yīng)與光束的線性衍射發(fā)散作用相互平衡。因?yàn)檫@種光孤子可以在毫瓦量級(jí)下形成，可以通過(guò)改變?nèi)肷涔獾钠駪B(tài)來(lái)控制，不需要施加很高的電壓，并且空間光孤子有著廣泛的潛在應(yīng)用價(jià)值，它可以被應(yīng)用于全光開(kāi)關(guān)、光波導(dǎo)、新型激光諧振腔以及平行的信號(hào)傳輸?shù)阮I(lǐng)域。
　　本文對(duì)垂直排列的向列相液晶中的空間光孤子進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。首先總結(jié)了向列相

2、液晶中空間光孤子的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展。理論上從麥克斯韋方程組和液晶的彈性理論出發(fā)，介紹了垂直排列的向列相液晶中孤子演化方程的建立過(guò)程。制作出了符合本實(shí)驗(yàn)要求的垂直取向液晶盒，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)光路，通過(guò)不斷摸索選擇合適的實(shí)驗(yàn)參數(shù)終于在實(shí)驗(yàn)中觀察到了空間光孤子。實(shí)驗(yàn)中，使用非吸收型向列相液晶純E7，分別用He-Ne激光器、半導(dǎo)體固體泵浦激光器作為光源。入射光為單色線偏振光。在沒(méi)有外加電壓的條件下，在低功率光波入射的情況下觀察到了光束的自聚焦現(xiàn)象，以

3、及空間光孤子的形成。并觀察到了長(zhǎng)度約為2.9mm，直徑約為70的孤子波。μm
　　最后探索了入射光的偏振方向、光功率、波長(zhǎng)，以及液晶盒厚度這四個(gè)方面因素對(duì)向列相液晶中空間光孤子的產(chǎn)生和演變?cè)斐傻挠绊?。并?duì)其相應(yīng)的物理微觀機(jī)制進(jìn)行了分析解釋。研究發(fā)現(xiàn)在毫瓦量級(jí)光功率下，向列相液晶中孤子產(chǎn)生的主要物理機(jī)制是液晶分子的重取向非線性。入射光的偏振方向是向列相液晶中空間光孤子產(chǎn)生的主要因素。當(dāng)入射光偏振方向角為4060時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的會(huì)聚，甚