双光子光折变介质中光伏空间孤子的动态行为研究

摘要

光折变空间孤子已是非线性光学的一个研究热点。以往对于光折变空间孤子的研究仅限于以单光子光折变材料为研究对象。2003年 Castro-Camus等人提出了双光子光折变模型，其区别于单光子模型之处在于在价带和导带之间存在一个中间能级，由启动光从价带激发的大量电子能够储存在中间能级。本文基于Castro-Camus模型，从理论上研究了双光子光伏空间孤子的时间演化行为。
　　利用双光子光折变模型得到在具有光伏效应的双光子光折变介质中产生的空间电荷场对时间的偏微分方程。在此基础上分别根据开路、闭路情况下的边界条件，得到了在开路和闭路情况下的含时空间电荷场表达式。
　　在对开路情况下双光子光伏空间孤子的动态行为研究，得出了双光子暗、亮光伏空间孤子随时间变化的传播方程，讨论了双光子暗、亮光伏空间孤子的强度及其强度半峰宽度随时间变化的规律。在得到开路条件下的含时空间电荷场表达式基础上，考虑到入射光为低振幅时，研究了开路情况下的双光子暗、亮光伏空间孤子的动态行为。
　　给出了闭路情况下双光子暗、亮光伏空间孤子含时的传播方程，讨论在闭路情况下双光子光伏空间孤子的强度随时间变化的规律。针对在闭路条件下电路中存在电流密度，研究了闭路情况下双光子光伏空间孤子的动态行为，还考虑了电流密度取不同值情况下双光子光伏空间孤子强度半峰宽度随时间变化的规律。

目录

双光子光折变介质中光伏空间孤子的动态行为研究

TEMPORAL ANALYSIS OF PHOTOVOLTAIC SPATIAL SOLITONS IN TWO-PHOTON PHOTOREFRACTIVE MATERIALS

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 光折变空间孤子的研究进展

1.2.1 准稳态孤子

1.2.2 屏蔽空间光孤子

1.2.3 光伏空间光孤子

1.2.4 屏蔽光伏空间光孤子

1.2.5 光折变空间光孤子时间演化过程的研究

1.2.6 双光子光折变空间孤子的研究进展

1.3 本文研究的主要目的及意义

1.4 本文研究的主要内容

第2章 双光子光折变空间光孤子的基本理论

2.1 光折变效应的物理过程

2.2 光折变效应的动力学方程

2.3 双光子光折变空间光伏孤子的理论

2.3.1 双光子光折变效应的Castro-Camus理论模型

2.3.2 双光子光折变空间光伏孤子含时空间电荷场

2.4 本章小结

第3章 开路情况下双光子光伏孤子的时间演化过程

3.1 含时空间电荷场的表达式

3.2 在开路情况下的双光子光伏孤子的理论

3.2.1 光伏暗孤子

3.2.2 光伏亮孤子

3.3 在开路情况且低振幅下的双光子光伏孤子的动态行为

3.3.1 低振幅暗孤子的演化特性

3.3.2 低振幅亮孤子的演化特性

3.4 本章小结

第4章 闭路情况下双光子光伏孤子的时间演化过程

4.1 空间电荷场及电流密度表达式

4.2 闭路条件下双光子光伏孤子演化特性

4.2.1 暗光伏空间孤子解

4.2.2 亮光伏空间孤子解

4.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢