掺铁铌酸锂中光生伏打暗空间孤子理论及实验的研究.pdfVIP

摘 要 摘 要 令:过去三一年卜」，·人们已集}研:「究一了IV线性Kerr-J1A}l的光空I(孤“子。Kerr 空间孤子的产生需要很高的激光光强，典型的闲值为WMWmmk-//cc ，这给实 用带来了很大的不便。所以，人们希望能在较低的激光功率下获得光空间孤子。 1992年，M.Segev等人预言了另一种空lilt孤子— 即光折变空间孤子的存在， 这类空间孤子和 Kerr空间孤子相比显著的优点是可以在很低的激光光强 (AIW/cmZ-MWm/)c 「获得;1993年，G.C.Duree等人成功地在SBN:Rh晶体，h 观察到了光折变亮空间孤子;从此，对光折变空间孤子的研究逐渐深入开来。补/ 这篇论文给出了对掺铁锐酸铿(LiNb03:Fe)晶体中的光折变光生伏打暗空间 孤子较为详细的理论和实验研究结果;我们集中讨论了非线性薛定愕方程(the nonlinearSchroedingerequation,NLSE)的数值解法;各利，实验参数x寸空Ill]孤子行 为的影响;以及LiNbq:Fe品体中光生伏打暗空间孤子相互作用的行为;有关 光生伏打暗空间孤子相互作用的研究工作目前在国际上还未见其它报导，因而 我们的工作处于较领先的地位。 第二章给出了非线性薛定i3方程详细的数值模拟方法;和前人的工作相 比，我们这里的计算精度有进一步的提高;以此为工具，我们从理论上研究了 各实验参数对空间孤子行为的影响，及暗空间孤子的相互作用等问题。 在第三章中，我们给出了实验结果。我们在实验中考察了相位掩模配置下 的空间孤子行为，和上一章的理论结果相比较，二者是一致的。同时，我们发 现当写入暗空间孤子后，它在晶体中诱导的折射率变化能够被用来陷获另一束 光波，从而证实了在电光晶体LiNbq:Fe中可以用暗空间孤子写入波导;这一 点也揭示了该工作广泛的应用前景。 关键同:光折变，光生伏打一，空间孤子，非线性薛定愕方程，波导 摘 要 TheoreticalandExperimentalStudyontheDarkSpatial SolitoninLiNbO,:Fe writtenbyTyan,Guoyun,majorinCondensedMatterPhysics, supervisedbyProf.Liu,SiminandProfZhang,Guangyin ABSTRACT Kerr-typespatialsolitonshavebeenintensivelystudiedforthreedecades.This kindofsolitoncouldonlybeaccessedwithhigh-powerlaser,typicallyfromkW/cmz toMW/cm.Soitwouldbemorepopularifthespatialsolitonscanbeavailablein low-powerlever.In1992,M.Segevet.atpredictedsuchkindofspatialsoliton, namely,photorefractivespatialsoliton,whichcouldbeobtainedinmuchlowerlaser power,eg.rfomtlW/cm2tomw/cm=.Andin1993,G.C.Dureeet.alsuccessfully observedbrightspatialsolitonsinSBN:Rhcrystal.Thiseventmarkedthebeginning ofthehotspotofspatial-soliton-researchswitchedfromKerr-typetophotorefactive one inthisdissertationwepresentawidescopeoftheoreticalandexperimental studyont