利用Z扫描技术确定非局域非线性介质的非线性折射率

论文摘要

随着光通信技术的发展，弱信号的波导传输及全光结构越来越容易实现。非局域非线性介质中的孤子传输支持弱信号的波导传输，有利于全光结构的实现。光在非线性介质中传输时，当介质的非线性效应与光的衍射效应相互平衡时，光束就能形成空间光孤子在介质中传输。所以在光传输领域中对介质的非局域非线性特性的研究一直是一个非常重要的课题。本文在理论上研究了非局域非线性介质的非线性折射率系数及非局域程度的测定问题，并给出了数值模拟结果。本文共分五章：第一章为前言；第二、三、四章介绍了作者在硕士研究生期间所做的部分工作；第五章为结束语。具体内容如下：第一章：简要回顾了介质非线性测量的理论和实验的研究进展。第二章：利用解析推导和数值模拟的方法，详细推导了高斯响应的非局域非线性介质的Z扫描理论。讨论了非局域非线性介质的非局域程度对透过率曲线的影响。找到了计算非局域非线性介质的非线性折射率系数以及非局域程度的方法，同时指出了由于非局域性所引起的对实验上一些参数的影响，并说明了实现测量的实验方法上的应注意的事项。第三章：以向列相液晶为例，详细推导了向列相液晶中的非局域非线性响应函数，找到了向列相液晶中的非线性折射率系数的具体形式，并着重研究了向列相液晶样品的Z扫描理论，给出了测量向列相液晶的非线性折射率系数的方法。第四章：设计了实验上测量向列相液晶的非线性折射率系数的实验装置，给出了具体的实验步骤，同时列出了一些需要注意的事项。第五章：结束语。本论文的主要贡献是：理论上介绍了确定非局域非线性介质的非线性折射率系数的Z扫描技术，发现了非局域非线性介质的非局域程度对Z曲线的影响，给出了向列相液晶中的非线性响应函数并找到了测量其非线性折射率系数的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图目录
• 第一章 序论
• 1.1 引言
• 1.2 利用Z扫描确定非线性折射率的理论与实验进展
• 1.3 本论文所作工作及取得的成果
• 第二章 利用Z扫描技术确定非局域非线性介质的非线性折射率
• 2.1 非局域非线性介质的Z扫描理论
• 2.2 精确解析解的分析与讨论
• 2.2.1 非局域程度对透过率曲线峰谷位置的影响
• 2.2.2 非局域程度对峰谷透过率差的影响
• 0对曲线峰谷透过率差的影响'>2.2.3 焦点处入射激光的轴上光强I₀对曲线峰谷透过率差的影响
• 2.2.4 介质非线性折射率系数的测量
• 2.2.5 数值模拟结果的分析与讨论
• 2.3 结论
• 第三章 向列相液晶中非线性折射率系数的确定
• 3.1 液晶中激光引起的非线性
• 3.2 液晶材料的Z扫描理论
• 3.2.1 理论分析
• 3.2.2 讨论
• 3.2.3 小结
• 3.3 结论
• 第四章 实验设计
• 4.1 实验仪器及装置
• 4.2 实验步骤
• 4.3 实验注意事项
• 4.4 总结
• 第五章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 公开发表论文