一维及二维空间光孤子在光折变介质中的传输特性研究.doc

一维及二维空间光孤子在光折变介质中的传输特性研究空间光孤子是指当介质的非线性所引起的光束自聚焦效应恰好抵消光束的自然衍射时,横向尺寸保持不变而发生自陷的光束。这类光束可以存在于多种介质中,且在运动碰撞时会发生分裂、融合、湮灭及旋转等现象,故此空间光孤子在光信息传输及处理领域有着潜在的十分重要的作用。本文主要利用有限差分法和交替隐式差分波传输法分别对一维及二维空间光孤子在光折变介质中的传输进行了数值仿真研究。这里的一维和二维是指孤子横向扩展的维数。本文的主要内容及成果有:1.一维低振幅亮孤子在光折变介质中线性传输时自然衍射;非线性传输时,若忽略扩散机制,可以保持波包形态且直线传输,若考虑扩散作用,孤子会发生自偏转,偏转方向及程度都与温度有关。而在介质中光诱导缺陷晶格后,通过改变外加电场强度、晶格深度与输入光强度的比值等参数,发现正、负缺陷晶格都可以支持缺陷模。2.涡旋光束在无晶格的光折变介质中非线性传输会发生分裂,分裂所产生的基态孤子数为涡旋阶数的2倍。一阶涡旋光在正缺陷晶格中传输,在晶格深度与光强大小比值一定的情况下,光束强度取适当的值,能够观察到稳定的一阶涡旋孤子。二阶涡旋光束在负缺陷晶格中传播,光束强度在适当的取值下,出射面上可以观察到类四极子的强度分布,且束缚在缺陷格点上,重要的是,这四点的相位不再保持二阶涡旋状,而是对角相位相同,相邻点相位相反,没有形成稳定的局域态孤子,改变外加偏压大小及晶格深度与输入光强度的比值,一定条件下也可得到稳定的局域态孤子。3.高斯光束在贝塞尔晶格中的传输,不同输入条件下,可以形成不同类型的孤子:环形孤子或圆形孤子,且在晶格信道上的能量分布位置不同。