若干弱光非線性光學(xué)效應(yīng)及其應(yīng)用的研究.pdf

1、隨著非線性光學(xué)的發(fā)展，弱光非線性光學(xué)逐漸地細(xì)分出來(lái)。它是指在入射光電場(chǎng)小于原子的束縛內(nèi)電場(chǎng)的情況下產(chǎn)生的非線性光學(xué)效應(yīng)。在光存儲(chǔ)、信息處理、信息傳輸?shù)雀鱾€(gè)方面，弱光非線性光學(xué)效應(yīng)都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著研究的深入，弱光非線性光學(xué)必將成為新一代光子學(xué)器件的重要物理基礎(chǔ)之一。 弱光非線性光學(xué)一般可以分為穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩大類。對(duì)比于穩(wěn)態(tài)情況的普遍研究，瞬態(tài)弱光非線性光學(xué)的研究目前還處于起步階段。因?yàn)橐私庖粋€(gè)事物，必須了解其產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)

2、程。而這些只有通過(guò)對(duì)瞬態(tài)的研究才能夠取得。所以，瞬態(tài)弱光非線性光學(xué)成為了必須的研究課題。 本論文在介紹作者在穩(wěn)態(tài)弱光非線性光學(xué)方面發(fā)現(xiàn)的一些新效應(yīng)和新現(xiàn)象的物理機(jī)理及其應(yīng)用的同時(shí)，努力將對(duì)弱光非線性光學(xué)的研究推進(jìn)到瞬態(tài)領(lǐng)域。 在第一章中，我們主要辨析了弱光非線性光學(xué)的概念，介紹了它目前的發(fā)展?fàn)顩r，指出了它發(fā)展的重要方向，并且說(shuō)明了作者努力將對(duì)弱光非線性光學(xué)的研究從穩(wěn)態(tài)推進(jìn)到瞬態(tài)的重要意義。因?yàn)槿豕夥蔷€性光學(xué)的研究總是和光

3、電材料緊密聯(lián)系在一起的，所以我們還介紹了本論文所使用的主要光電材料一鈮酸鋰晶體的基本情況。同時(shí)我們也強(qiáng)調(diào)了本論文并不以探測(cè)材料的性質(zhì)為重點(diǎn)，而是更加關(guān)注各種新效應(yīng)和新現(xiàn)象背后的物理意義及其應(yīng)用前景。 在第二、三章中，我們主要介紹了在穩(wěn)態(tài)弱光非線性光學(xué)的研究中，取得的一些結(jié)果。在第二章中，我們介紹了首次觀察到的鈮酸鋰晶體背向散射的閾值效應(yīng)，并且利用這種效應(yīng)在晶體中寫入了微區(qū)光柵。利用這種微區(qū)光柵的存儲(chǔ)特性，我們提出了一種全新的類點(diǎn)

4、式三維全息光存儲(chǔ)方式。在第三章中，我們抓住了在鈮酸鋰晶體背向散射的研究中發(fā)現(xiàn)的特異散射現(xiàn)象，成功地將背向散射轉(zhuǎn)化成為入射光的位相共軛光。并且，我們還發(fā)現(xiàn)，這種全新的共軛光在晶體中寫入了光波導(dǎo)。我們討論了散射光與共軛光之間相互轉(zhuǎn)化的原因，發(fā)現(xiàn)了相干背向散射效應(yīng)在其中發(fā)揮了重要的作用。我們還討論了這種位相共軛光和光波導(dǎo)聯(lián)合作用的應(yīng)用前景。 在第四、五、六章中，我們介紹了在瞬態(tài)弱光非線性光學(xué)的研究中，取得的一些結(jié)果。第四章介紹了鈮酸鋰

5、晶體的飛秒扇形光散射的情況。我們研究了晶體的不同摻雜和氧化處理、入射光波長(zhǎng)以及激光重復(fù)頻率對(duì)于扇形光散射的影響。我們提出了小極化子自開啟的概念來(lái)解釋這個(gè)過(guò)程，并且討論了其在雙色光存儲(chǔ)中的應(yīng)用。第五章介紹了鈮酸鋰晶體中的飛秒波耦合情況。通過(guò)二波耦合，利用我們發(fā)現(xiàn)的小極化子自開啟過(guò)程，我們成功地在晶體中寫入了非泵浦自開啟、非揮發(fā)、無(wú)失配、無(wú)散射的光折變光柵。通過(guò)四波混頻過(guò)程，我們探索了鈮酸鋰在飛秒和皮秒量級(jí)可能存在的超快過(guò)程。在第六章中，我