光折变非线性表面波的激发及稳定性研究

摘要

光折变表面波是一种在光折变非线性作用下可以沿光折变材料表面狭层空间传播的光波。光折变表面波的光场从表面到体内逐渐衰减,光能量被局域在介质表面狭层空间,具有极高的功率密度,使各种非线性效应得以增强和利用。在光诱导表面非线性光学技术,比如,谐波的产生与增强、表面探测、集成光学和表面光子器件设计等方面有着潜在的应用。
　　 1995年,GarciaQuirino等人提出并预言了光折变表面波的存在,随后国内外多个研究组相继开展了光折变表面波的研究。但是,到目前为止人们一直对光折变表面波的稳定性和激发条件等问题没有给出完整的结论。
　　 本文主要从理论上系统地研究了扩散机制下、扩散和漂移机制下的光折变表面波的模式、稳定性及激发条件。本文的主要内容及创新点有:
　　 1.提出了分区快速傅里叶变换的光束传播计算方法,可以用于解决高折射率介质界面附近光束传播的数值计算。
　　 2.运用线性稳定性分析方法系统地分析了扩散机制下的光折变表面波的稳定性。得出结论:扩散机制下的光折变表面波是稳定的。运用分区快速傅里叶变换光束传播计算方法,数值模拟了光折变表面波稳态解加上微扰后在光折变晶体中的传播,验证了上面结论。
　　 3.系统地研究扩散机制下、扩散和漂移机制下光折变表面波的激发条件。我们运用分区快速傅里叶变换方法研究了高斯光束在光折变晶体(Sr0.6Ba0.4Nb2O3和Sr0.75Ba0.25Nb2O3)表面的传播演化过程,得到了可以沿晶体界面稳定或准稳态传输的光折变表面波。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

第一节 光折变表面波研究背景及其意义

第二节 光折变效应简介

第三节 光折变表面波的进展

1.3.1 基于扩散机制的光折变表面波

1.3.2 基于扩散和漂移机制的光折变表面波

1.3.3 基于扩散和光伏机制的光折变表面波

第四节 本论文主要研究内容

第二章 光折变表面波理论模型及数值计算方法

第一节 非线性波方程

第二节 带输运模型及空间电荷场

第三节 光折变表面波模式的数值解法

第四节 光折变表面波稳定性分析方法_

第五节 分区快速傅里叶变换光束传播方法

第三章 光折变表面波模式及其稳定性分析

第一节 引言

第二节 扩散机制下的光折变表面波模式理论

第三节 扩散机制下的光折变表面波稳定性分析

第四节 光折变表面波模式稳定传播

第四章 光折变表面波的激发理论

第一节 引言

第二节 扩散机制下的光折变表面波的激发理论

4.2.1 理论模型

4.2.2 高斯光束沿表面垂直入射

4.2.3 高斯光束从光折变晶体内斜入射

第三节 扩散和漂移机制下的光折变表面波的激发理论

4.3.1 理论模型

4.3.2 扩散和漂移机制下的光折变表面波激发

第五章 总结和展望

第一节 论文总结

第二节 工作展望

参考文献

致谢

个人简历在学期间发表的学术论文及研究成果