本文關(guān)鍵詞：光折變晶體中二維光格子內(nèi)帶隙孤子的研究

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【摘要】：空間光孤子是指在傳播過(guò)程中,與傳播方向正交的橫向光波能夠保持其形狀不發(fā)生變化。其產(chǎn)生的原因是光波在介質(zhì)材料中傳播時(shí),介質(zhì)材料的非線性效應(yīng)與光束自身的衍射效應(yīng)可以達(dá)到一種平衡狀態(tài)。由于它這一獨(dú)特的性質(zhì),其在全光開(kāi)關(guān)、光波導(dǎo)、光互聯(lián)、光學(xué)通信以及光計(jì)算等方面有著巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。光子晶格是一種能夠限制光傳播的折射率呈周期性排列的光學(xué)結(jié)構(gòu),在晶格中引入缺陷后,光束在帶隙內(nèi)傳播形成缺陷孤子,又進(jìn)一步加強(qiáng)了調(diào)控光的可能性。本文應(yīng)用平面波展開(kāi)法、牛頓共軛梯度法、修正的平方算子法、對(duì)稱的分步傅里葉法等數(shù)值計(jì)算方法,對(duì)空間光孤子的物理性質(zhì)進(jìn)行研究。本文以非線性薛定諤方程為基礎(chǔ),主要研究了中心對(duì)稱光折變晶體中Kagome型光格子內(nèi)的帶隙孤子和缺陷孤子,應(yīng)用數(shù)值模擬方法詳細(xì)分析了光格子中缺陷孤子的存在及其傳播的穩(wěn)定性,并進(jìn)一步討論了缺陷強(qiáng)度參數(shù)值對(duì)孤子的存在區(qū)域及傳播穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:當(dāng)缺陷強(qiáng)度值是零時(shí),帶隙孤子只存在于半無(wú)限帶隙中,高功率值的帶隙孤子是不穩(wěn)定的,低功率值的帶隙孤子是穩(wěn)定的。帶隙孤子的功率值隨著傳播常數(shù)的增大逐漸變小。當(dāng)缺陷強(qiáng)度是正值時(shí),缺陷孤子只存在于半無(wú)限帶隙內(nèi),高功率值的缺陷孤子是不穩(wěn)定的,低功率值的缺陷孤子是穩(wěn)定的。隨著缺陷強(qiáng)度值的增加,缺陷孤子的穩(wěn)定區(qū)域也變大。當(dāng)缺陷強(qiáng)度值是負(fù)值時(shí),缺陷孤子不僅存在于半無(wú)限帶隙內(nèi),還存在于第一帶隙內(nèi)。在半無(wú)限帶隙中,高功率值區(qū)域和低功率值區(qū)域的缺陷孤子都是不穩(wěn)定的,高功率值的孤子在傳播過(guò)程中形狀和位置發(fā)生了變化,低功率值的孤子在傳播過(guò)程中發(fā)生了分裂。只有中功率值區(qū)域的缺陷孤子是穩(wěn)定的。在第一帶隙內(nèi),當(dāng)缺陷強(qiáng)度較低,負(fù)缺陷孤子可以穩(wěn)定傳播;當(dāng)缺陷強(qiáng)度較大時(shí),高功率值的缺陷孤子可以穩(wěn)定傳播,低功率值的缺陷孤子不能穩(wěn)定傳播。隨著缺陷強(qiáng)度值絕對(duì)值的增加,缺陷孤子的穩(wěn)定區(qū)域變小,缺陷孤子不再全部穩(wěn)定。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O437

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1284754