自聚焦介质中扩散和光伏非线性下的暗表面波的研究

摘要

光折变暗表面波是一种新的光折变表面波，它是在光折变晶体和空气界面产生的并可以沿光折变晶体界面狭层空间传播的表面波，在晶体的表面形成一条暗迹，光场从晶体表面向体内振荡并衰减为非零值。自散焦介质下的暗表面波是在扩散kerr非线性下的亮表面波被提出以后才被提起的，其通常是产生在线性介质和自散焦介质或者两个自散焦介质的界面处，实际上这些类型的暗表面波可以被看为沿界面传播的表面暗孤子，因为在稳定的情形下，它们和孤子的行为很相似。目前为止，与非线性亮表面波相对应的暗表面波很少被研究，而本文我们就对这种暗表面波进行研究。
　　我们发现并证明了这种类型的暗表面波必须在自聚焦介质中才能产生，这是产生光折变亮表面波所不需要的。光折变暗表面波与表面暗孤子或者其他类型的非线性暗表面波存在着很大的区别。
　　理论方面：通过研究扩散非线性和光生伏打非线性下的非线性波方程，用数值模拟的方法求解非线性波方程，分析光折变暗表面波的形成条件，得到形成光折变暗表面波的不同模式。分析了光折变暗表面波的模式与传播常数之间存在的关系，重点分析了背景光对光折变暗表面波模式的影响。背景光Ib通过调控等效回复力F来改变光折变暗表面波，并且 Ib存在一个阈值，低于阈值暗表面波将无法形成，而只能形成光折变亮表面波；随着背景光的增加，振幅的收敛值也增加，这都表明暗表面波可以通过来Ib进行调控。
　　实验方面：从实验上观察到了LiNbO3与空气界面产生的光折变暗表面波，用e光入射到LiNbO3-c面，并在+c面加上均匀辐照的o偏振的平行的背景光，可以在界面处看到一条暗迹，即为光折变暗表面波，并且改变辐照的背景光的大小，观察光折变暗表面波的模式的变化情况。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

第一节 表面光学的发展

第二节 光折变表面波的研究历程

1.2.1 扩散非线性下的光折变表面波

1.2.2 扩散非线性与漂移非线性下的光折变表面波的研究

1.2.3 扩散与光生伏打机制作用下的光折变表面波的研究

第三节 本文的内容及结构安排

1.3.1 论文的研究内容

1.3.2 本文的结构安排

第二章 基础理论

第一节 光折变效应的基本理论

第二节 光折变效应（photorefractive effect）物理机制及特征

第三节 分区快速傅里叶变换光束传播方法（SP FFT-BPM）

第三章 光折变表暗表面波的理论研究及数值模拟

第一节 扩散和光生伏打非线性下光折变暗表面波的理论

第二节 光折变暗表面波的数值模拟

第三节 对数值模拟结果的分析

3.3.1 光折变暗表面波的稳定性分析

3.3.2 光折变暗表面波受背景光的影响

第四章 光折变暗表面波的实验研究

第一节 光折变暗表面波的实验研究

第二节 背景光对光折变暗表面光形成的影响

4.2.1 背景光对光折变暗表面波形成的影响

4.2.2 背景光的大小对形成的光折变暗表面波的模式的影响

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

个人简历 硕士期间发表的学术论文与研究成果