二维白光光子晶格的制作以及它与暗条孤子间的相互作用

摘要

白光非线性光学效应的研究是近几年来非线性光学的研究热点。本论文工作中，首次使用发射完全非相干光(时间和空间都不相干)的光源——普通白炽灯在光生伏打自散焦LiNbO3：Fe晶体里制作了四方型(6×6，9×9，100×100)和蜂窝型的二维白光光子晶格。通过实验选择最佳的实验条件，从而减小了晶体光折变各向异性对制作二维光子晶格的影响。实验结果证明了用完全非相干白光暗孤子制作光子晶格的可行性和由白光光子晶格控制和导向白光和相干光的可能性。白光由于没有相干光的扇形效应，用白光比用相干光更容易写入光子晶格。 实验研究了白光暗条孤子与白光光子晶格之间的相互作用，首次观察到三种新型复合态，它们是由于局域的暗条孤子与和它最近邻的周期性晶格象素间的耦合形成的。当暗条垂直于晶体c轴时，观察到分立的复合孤子态；当暗条平行于晶体c轴，单独传播时不能形成孤子，而暗条与光子晶格同时传播时能形成一种新型的稳定的复合态；当暗条相对于晶体c轴倾斜77度角时形成阶梯状复合态。我们观察到的现象明显不同于在自聚焦光折变晶体里的亮条孤子与由部分相干屏蔽孤子感应的光子晶格之间的相互作用。 在此基础上，还实验研究了白光数字图像的传输。结果表明晶体的各向异性对点阵化的数字图像传输的影响远小于连续图像，因而这种方法能够应用于无畸变的图像传输。

目录

文摘

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第一章引言

第一节光子晶格

1.1.1概念

1.1.2光子晶格中的分立衍射与分立孤子

1.1.3光子晶格制作方法的研究进展

1.1.4光子晶格的应用

第二节本论文的研究内容

第二章光折变空间孤子及其感应的光子晶格

第一节光折变效应

2.1.1光折变效应的物理机制

2.1.2带输运模型及空间电荷场

2.1.3 LiNv03晶体的光折变性质

第二节光折变空间孤子

2.2.1亮与暗空间孤子

2.2.2屏蔽空间孤子与光生伏打空间孤子

2.2.3相干光与非相干光(部分非相干光，白光)空间光孤子

第三节由光折变空间孤子写入光子晶格

2.3.1干涉法制作光子晶格

2.3.2傅里叶变换方法制作的光子晶格

2.3.3成像法制作光子晶格

第三章二维非相干白光光子晶格的制作及数字图像的传输

第一节非相干光束

3.1.1非相干光束及其特征

3.1.2部分非相干光束的产生

3.1.3完全非相干光束的产生

第二节二维白光光子晶格的制作

3.2.1实验装置

3.2.2 6×6四方型光子晶格的制作

3.2.3 9×9四方型光子晶格的制作

3.2.4 100×100光子晶格的制作

3.2.5蜂窝型光子晶格的制作

3.2.6分析与讨论

第三节白光数字图像的传输

3.3.1相干与非相干图像的传输

3.3.2白光数字图像传输的实验结果

3.3.3关于白光数字图像传输的讨论

第四节本章小结

第四章暗条孤子与光子晶格的相互作用

第一节空间孤子的相互作用

4.1.1相干空间孤子间的相互作用

4.1.2部分非相干光孤子，完全非相干白光孤子间的相互作用

第二节亮孤子与光子晶格间的相互作用

4.2.1圆亮孤子与光子晶格间的相互作用

4.2.2亮条孤子与光子晶格间的相互作用

第三节白光暗条孤子与光子晶格间的相互作用

4.3.1实验装置

4.3.2白光暗条单独传播特性的研究

4.3.3白光暗条与光子晶格的相互作用研究

第四节激光暗条与二维光子晶格的相互作用

4.4.1实验装置

4.4.2激光暗条与光子晶格的相互作用研究

4.4.3实验讨论

第五节本章结论

第五章结论与展望

第一节结论

第二节展望

参考文献

个人简历

硕士期间发表的学术论文

致谢