光折變介質(zhì)中部分相干光孤子的研究.pdf

1、光折變空間孤子是指光折變材料非線性產(chǎn)生的自聚焦效應(yīng)與光束的衍射發(fā)散作用相平衡時，在介質(zhì)中形成穩(wěn)定的局域化能量包絡(luò)。光折變空間孤子在mW量級的入射光輻照下就能產(chǎn)生，并能形成穩(wěn)定的二維空間孤子，是當(dāng)今非線性光學(xué)前沿研究熱點之一。近年來，對光折變介質(zhì)中的空間非相干孤子的研究，改變了人們認為光孤子只能是相干孤子這種傳統(tǒng)觀念，為空間孤子開辟了新的研究領(lǐng)域，而非相干光源的使用也極大的推動基于光孤子的全光通信的發(fā)展。 本文從光折變效應(yīng)的物理過

2、程入手，闡述了光折變空間光孤子的形成機理。然后詳細介紹部分相干光孤子的實驗實現(xiàn)以及研究方法。推導(dǎo)出有外加偏壓的光折變晶體中形成的部分相干屏蔽明孤子，給出屏蔽明孤子的積分表達式。利用有限差分法，對構(gòu)成部分相干光束的相干組份在線性介質(zhì)中的衍射傳播進行計算，結(jié)果表明光束的衍射行為與光束的包絡(luò)有關(guān)，而且相干組份偏離中心軸的方向也影響著光束傳播中的偏轉(zhuǎn)。同時通過計算可知，在非線性光折變介質(zhì)中相干組份能形成穩(wěn)定的傳播狀態(tài)。接著討論描述光束空間相干性

3、的相干長度，表明在形成屏蔽明孤子時，相干長度為一定值，與光束的相干度有關(guān)。 另一方面，通過求解部分相干光在光折射率改變與光強成對數(shù)關(guān)系的對數(shù)型光折交介質(zhì)中的非線性傳播方程，得到部分相干光孤子的解析表達式。對解析形式的相干組份的傳播特性進行分析，結(jié)果表明光束在傳播過程中呈周期振蕩形式。在此基礎(chǔ)上，詳細討論了部分相干光束在介質(zhì)中形成的周期振蕩傳播和穩(wěn)定傳播這兩類不同傳播狀態(tài)。最后研究形成孤子時的相干長度，發(fā)現(xiàn)與屏蔽孤子的相干長度具有