稳态矢量空间光弧子及调制不稳定性的研究

论文摘要

空间光孤子在光计算、光开关、光存储、光互联等方面具有广泛的应用前景,因而得到广大科研工作者的青睐,是当今非线性光学前沿的热点研究领域之一。 本论文从Kukntarev-Vinetskii带传输模型出发,推导了有偏压光折变晶中屏蔽孤子的演化方程。用解析方法和数值方法在理论上研究了光折变晶体中的稳态矢量空间光孤子及有偏压光伏光折变晶体中光束的调制不稳定性;对部分空间非相干暗光伏孤子进行了实验研究。 研究了光折变晶体中低振幅区的自耦合和交叉耦合矢量光束的演化方程。并得到明—明和暗—暗矢量孤子解,研究表明自耦合矢量孤子的产生与入射光束的强度无关,而当入射的两束光束相同时,可以得到交叉耦合矢量孤子,用数值方法研究了这些矢量孤子的稳定性,结果表明它们是稳定的。 研究了稳态条件下考虑局域性空间电荷场情况下宽光束（准平面波）在有偏压光伏光折变晶体中的调制不稳定性及考虑非局域性空间电荷场情况下宽光束（准平面波）在有偏压光伏光折变晶体中的调制不稳定性,得到两种情况下的调制不稳定性增长率,这些调制不稳定性的增长率依赖于外加偏压,大体积光伏效应,光场强度与暗辐射度的比率等。并预测了开路和闭路情况下有偏压光伏光折变晶体中的这些调制不稳定性增长率。 最后,在实验上研究了部分空间非相干暗光伏孤子,观察到了部分空间非相干二维暗光伏孤子。研究表明部分空间非相干暗光伏孤子的形成依赖于光束传播方向和强度梯度及晶体光轴之间的夹角,只有在一定条件下,才能得到稳态的部分空间非相干暗光伏孤子。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 空间光孤子
• 1.2.1 准稳态孤子
• 1.2.2 屏蔽孤子
• 1.2.3 光伏孤子
• 1.2.4 屏蔽光伏孤子
• 1.2.5 空间光孤子的其他分类
• 1.3 光束的调制不稳定性
• 1.4 本文的主要研究内容及组织结构
• 1.4.1 本文的主要研究内容
• 1.4.2 本文的组织结构
• 参考文献
• 第二章 光折变空间光孤子理论基础
• 2.1 引言
• 2.2 光折变效应
• 2.2.1 电光效应
• 2.2.2 Kukntarev-Vinetskii模型
• 2.3 光伏效应
• 2.4 光折变晶体材料
• 2.5 光折变晶体中的孤子理论
• 2.5.1 暗空间孤子解
• 2.5.2 明空间孤子解
• 参考文献
• 第三章 稳态光折变矢量空间光孤子
• 3.1 引言
• 3.2 光折变矢量空间光孤子
• 3.2.1 自耦合矢量孤子
• 3.2.2 交叉耦合矢量孤子
• 3.3 低振幅矢量屏蔽孤子
• 3.3.1 自耦合矢量孤子
• 3.3.2 交叉耦合矢量孤子
• 3.4 小结
• 参考文献
• 第四章 有偏压光伏光折变晶体中光束的调制不稳定性
• 4.1 引言
• 4.2 局域性调制不稳定性的增长率
• 4.3 非局域性调制不稳定性的增长率
• 4.4 小结
• 参考文献
• 第五章 部分空间非相干暗光伏孤子的实验研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验原理
• 5.3 实验装置
• 5.4 实验结果及分析
• 5.5 小结
• 参考文献
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 附录一 数值方法
• 1、分步傅立叶方法
• 2、光束传播方法
• 附录二 有关参考程序
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢