两种光折变介质交界面处的空间光孤子

发布时间：2020-06-13 19:28

【摘要】：光折变空间光孤子是指在光折变介质中横向空间尺度不变地向前传播的光束,其形成是基于介质内部的光折变效应。一直以来人们对光折变空间光孤子的研究往往是基于光孤子在一种介质中形成与传播的情况,对两种光折变介质交界面处空间光孤子形成与传播的情况研究较少。光折变介质有不同的类型,基于电光效应或二次电光效应的光折变介质中的空间光孤子亦有不同的类型,本论文以带输运模型为基础,对两种光折变介质交界面处的空间光孤子进行理论研究,并探讨各物理因素对孤子解的影响。求解有外加电压条件的光折变晶体中形成的空间电荷场,进而推导两种光折变介质交界面处一维稳态时的空间孤子的传输演化方程及其边界连接条件。进而求解出不考虑扩散效应时交界面处的亮、暗屏蔽孤子解,数值拟合分析孤子的产生条件以及性质。理论推导光伏光折变介质交界面处光束的光场方程,求解出无外加电场条件下的亮、暗光伏孤子解以及孤子的存在条件。最后讨论入射光光强、光伏场大小等因素对亮、暗光伏孤子的形成以及亮、暗光伏孤子的宽度等所产生的影响。相对基于线性电光效应的光折变介质,基于二次电光效应的光折变介质折射率变化和空间电荷场分布有所不同,光束的传输演化情况也有所变化。理论推导基于二次电光效应的光折变介质交界面处的传输演化方程,求解亮、暗孤子解并探讨存在条件。通过数值模拟,讨论各种物理因素对空间孤子的光强分布的影响。
【图文】：

示意图,光脉冲,孤立波,孤子形成

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文第1章绪论课题研究的背景及研究意义1834 年，英国造船师 J.S.Russell 发现“孤立波”。1895 年，Korteweg 和 KDV 方程对其进行了解释[1]。1965 年 Zabusky 和 Kruskal 发现当等两束或两束以上孤立波时，在相互碰撞的过程中各孤立波的波形和变，同时各孤立波的能量和动量均守恒，孤立波的这种行为和弹性粒，因此他们由孤立波的粒子性将其命名为“孤子”，孤子理论得到发光学领域中的孤子称为光孤子，光孤子一般可分为时间光孤子和空间在介质中传播时，若光的色散和非线性啁啾效应达到平衡，即可形成若光的衍射和非线性自聚（散）焦效应达到平衡即可形成空间光孤子示。

曲线,光折变晶体,孤子,孤子宽度

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文1.2.3 基于二次电光效应的光折变空间孤子研究进展1997 年，Segev 等人[29]首先在理论上预言了在基于二次电光效应的中心对称光折变晶体中可形成空间光孤子。理论研究了中心对称光折变介质折射率变化和空间电荷场的分布，分析了孤子宽度的变化（图 1-3）。结果表明，屏蔽孤子在此种介质中的形成比在非中心对称光折变介质中的形成更加容易，，需要更小的折射率非线性。通过对此种介质中形成的孤子的性质进行分析，指出它可以用于形成波导，还可以用以转换成具有高度可控形状的永久性波导。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O437

【参考文献】