在金兹堡朗道耗散系统中产生稳定光学涡旋簇的研究

发布时间：2021-06-02 20:42

　　光学涡旋孤子能够由自散焦非线性材料中传播的涡旋光束自陷形成。光学涡旋孤子的相位是螺旋形的,在螺旋的中心是相位奇点,光强在这个相位奇点上等于零。光学涡旋孤子具有轨道角动量,这可以用来操控微观粒子,因此光学涡旋孤子引起了许多研究人员的兴趣。标准孤子理论、非线性动力学及其分岔理论和远离平衡态思想是耗散光孤子概念的主要思想来源。耗散光孤子的形成,需要得到两种平衡,一是能量增益与消耗之间的平衡,二是线性与非线性效应之间的平衡。此外,还需要与外界进行物质能量交换。目前虽然对涡旋光孤子和耗散光孤子已有诸多研究,但是在耗散介质中形成稳定的光学涡旋簇的研究仍不多见。本文主要研究了在二维涡旋高斯光束中产生稳定的光学涡旋簇,我们在耗散系统中引入了具有非均匀有效扩散项的三次-五次复金兹堡朗道方程,非均匀有效扩散在两个横向方向上是不对称的,并且在纵向方向上的调制是周期性的。文章中,展示了具有不同拓扑电荷值的输入高斯光束生成的稳定的光学涡旋簇的结果,研究发现单个涡旋孤子里形成涡旋簇的涡旋个数等于输入高斯光束所具有的拓扑电荷值。此外我们还获得了非均匀有效扩散项的振幅、振荡周期和三阶增益以及扩散系数之间的关系,这些参... 

【文章来源】：广东技术师范大学广东省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光束横截面的空间形状（实线）和波前相位（虚线）示意图

上图是光束因衍射和色散而展宽

涡旋孤子的光强分图图

【参考文献】：
期刊论文
[1]Continuous generation of dissipative spatial solitons in two-dimensional Ginzburg–Landau models with elliptical shaped potentials[J]. 江光裕,刘友文.  Chinese Optics Letters. 2015(04)
[2]线性聚焦和线性散焦效应对空间光孤子间相互作用的影响[J]. 钟卫平,易林.  光学学报. 2008(05)
[3]涡旋光束和光学涡旋[J]. 陆璇辉,黄慧琴,赵承良,王将峰,陈和.  激光与光电子学进展. 2008(01)
[4]匹配高斯光束在耗散晶体中的孤波演化及偏转特性[J]. 刘时雄,刘劲松,王程,郑子薇,张光勇,张绘蓝.  物理学报. 2007(10)
[5]有耗孤子的最小作用量原理及其在二维光子带隙结构中的应用[J]. 谭康伯,梁昌洪.  物理学报. 2007(05)
[6]扩散效应对光伏孤子相互作用的影响[J]. 颜利芬,王红成,佘卫龙.  物理学报. 2006(10)
[7]LiNbO3∶Fe晶体中的涡旋孤子及由它们写入波导的研究[J]. 陆猗,刘思敏,汪大云.  物理学报. 2002(06)
[8]损耗对屏蔽光伏空间孤子演化特性的影响[J]. 刘劲松,张都应.  物理学报. 2001(05)

博士论文
[1]光诱导光子晶格中涡旋光传播特性的研究[D]. 宋道红.南开大学 2009



本文编号：3210718