光折变表面波激发

摘要

光束沿两介质界面的传播，一直都是光学领域一个极具吸引力的问题。能在低功率下运行的光折变表面波，无疑格外令人关注。随着集成光学的快速发展与需求增长，对各种光子学器件的尺寸的要求越来越小。相比体材料器件，直接制作在介质表面的器件由于少一个维度的限制，因而尺寸上可以做的更小。对于微尺寸材料的制备，薄膜也比体材料更容易实现。同时随着各种表面刻蚀技术、表面光学加工技术、表面吸附技术等的迅猛发展，使各种基于表面微结构的设计和制作得以实现，从而使表面光子学集成器件更容易实现。因此，上世纪末本世纪初，国内外学者纷纷将视线投向“表面”。
　　 表面波具有极高能量密度的特征，在表面探测、表面吸附、光谱增强与表面非线性效应增强等一系列领域具有重要的应用。而非线性的表面波更是在表面二次谐波增强等非线性效应增强、光开关、光学双稳等方面具有得天独厚的优越性。可见围绕着表面的光传播及其应用在过去几年已成为光学领域的一个热点问题之一。
　　 众所周知，不均匀光照导致的扩散效应是不可避免的，而且由扩散引起的折射率改变是非局域的。诸多实验和数值分析研究指出，扩散会引起空间孤子运动轨迹的弯曲，但保持孤子光强和轮廓不变。在扩散效应影响下，孤子光束中心位置按抛物线轨迹偏离光轴。由于SBN晶体中的载流子为电子，所以由扩散机制引起的自偏折偏向晶体的-c面。
　　 本论文中在对孤子形状对自偏折的影响、以及孤子经过SBN晶体与线性介质界面反射后的行为特征研究。在此基础上，又研究了光折变晶体SBN与线性介质界面实现了孤子反射表面震荡波、以及准表面波等一系列过程的实验观测。并验证了空间光孤子自弯曲诱导的光折变表面波的存在。
　　 最后，我们对工作进行了总结与展望，期望在日后的工作中可以通过可编程空间光调制器直接获得不同模式的稳态光折变表面波，并且研究不同外界条件下，实现对光折变表面波的调控。全面掌握稳态传播光折变表面波的激发与调控原理和技术。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

第一节 光折变表面波导论

第二节 光折变表面波特点及研究进展

1．2．1 光折变表面波及其特点

1．2．2 不同机制的光折变表面波的研究

第三节 光折变空间孤子概论

第四节 本论文的研究内容及结构安排

第二章 光折变空间孤子与光折变表面波理论

第一节 光折变效应与光折变晶体简介

2．1．1 光折变效应简介

2．1．2 光折变晶体SBN简介

第二节 光折变空间孤子理论

2．2．1 光折变空间孤子类型

2．2．2 光折变屏蔽孤子理论

第三节 光折变表面波理论

2．3．1 扩散机制光折变表面波

2．3．2 扩散—漂移机制光折变表面波

2．3．2 暗辐照以及背景光对光折变表面波的影响

第三章 光折变屏蔽孤子的自偏折与反射及其诱导的准表面波

第一节 引言

第二节 孤子自偏折观察孤子反射、近表面震荡波及准表面波实验

3．2．1 实验装置及研究方法

3．2．2 不同尺寸孤子在自偏折效应下形成的准表面波

3．2．3 讨论孤子形状对自偏折的影响

3．2．4 讨论孤子反射的特征

3．2．5 偏折较远的孤子形成诱导的准表面波

第三节 实验结果讨论与分析

第四章 自偏折光折变空间孤子诱导光折变表面波

第一节 引言

第二节 自偏折光折变空间孤子诱导光折变表面波实验

第三节 实验结果讨论与分析

第五章 总结与展望

第一节 论文总结

第二节 工作改进设想与建议

参考文献

致谢

个人简历