光折变光感应光子晶格中的缺陷孤子的实验研究

摘要

近年来，光子晶格的光感应实时制作技术的出现，大大方便了人们制作各种类型的光子晶格。在光感应光子晶格中各类分立孤子的研究如雨后春笋般兴起，如：缺陷孤子、带隙孤子等。本论文主要实验研究了在白散焦非线性掺铁铌酸锂(LiNbO<,3>：Fe)晶体中，通过光折变光感应效应制作一维：二维光子晶格，及在这类光子晶格中的缺陷孤子、带隙孤子现象，初步研究了环形光子晶格的制作。取得的研究成果总结如下： 利用两束寻常偏振的晶格光束的干涉条纹在晶体中通过光折变效应写入一维光子晶格。当异常偏振的探测光垂直入射到晶体前表面上干涉条纹中的一个暗条纹或一个亮条纹处时，在探测光和晶格光在满足一定的光强比和一定的辐照时间的条件下，我们分别实验观察到了奇、偶对称的缺陷孤子。我们认为，这种缺陷孤子的形成是由于探测光通过自散焦光折变非线性作用在其辐照处局域地形成了一个负缺陷，当该缺陷深度达到一定值时，它所对应的传播常数进入到布拉格带隙中，致使探测光被局域化形成了缺陷孤子。 利用空间傅里叶变换方法在厚度为10mm的LiNbO<,3>：Fe晶体中成功地制作了周期为16μm的二维四方光子晶格。探测光和晶格光在满足一定的光强比和一定的辐照时间的条件下，当探测光以布拉格角分别入射到LiNbO<,3>：Fe晶体前表面上一个亮点和一个暗点时，我们实验观察到两种类型的带隙孤子。我们还实验观察了二维四方光子晶格的傅里叶空间频谱。我们认为，形成带隙孤子的原因是由于探测光以布拉格角入射到光子晶格中，在非线性作用下在自身辐照处形成一个负位缺陷，当其传播常数从第一带的M<,1>点下降到布拉格带隙时，探测光在带隙中重复布拉格反射实现了自身的局域化。我们通过二维四方光子晶格的傅里叶空间频谱证明了我们所制作的光子晶格的确是四方对称性，探测光的入射角也确实是布拉格角。

目录

文摘

英文文摘

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第一章引言

第一节光子晶格的概念及其制作原理

1.1.1光子晶格的概念

1.1.2光感应法制作光子晶格的原理及制作方法介绍

第二节光子晶格中的基本现象的理论

1.2.1分立衍射

1.2.2分立孤子

1.2.3缺陷孤子

第三节本论文的研究内容

第二章光折变光感应光子晶格中分立衍射和缺陷孤子的实验研究

第一节一维光子晶格中的分立衍射和缺陷孤子

2.1.1实验装置

2.1.2实验结果及讨论

第二节二维四方光折变光感应光子晶格和带隙孤子的实验研究

2.2.1实验装置和二维四方光子晶格的制作

2.2.2实验结果及讨论

第三节光折变光感应圆环光子晶格的初步实验研究

2.3.1实验装置

2.3.2实验结果及讨论

第三章结论与展望

参考文献

致谢

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