光折變離散表面孤子研究.pdf

1、近年來，光束在光子晶格或光波導陣列(即折射率周期性調制介質)中的線性或非線性傳播已經成為光學領域的一個研究熱點，其表現出了不同于均勻介質中所特有的傳輸行為特性。當表面的概念被引入光學離散體系時，人們發(fā)現在波導陣列與均勻介質的界面處存在表面離散孤子，這類孤子結合了表面波和離散孤子兩者的特征。離散化的表面孤子特性使得光子晶格在光通訊系統、光交換網絡、光測向等方面存在潛在應用價值。光折變非線性按照形成機制可以分為漂移、擴散和光生伏打三種非線性

2、。其中擴散為非局域非線性，漂移為局域非線性。本文主要就漂移和擴散非線性中離散表面孤子展開研究。根據對于離散孤子的研究，自聚焦非線性可以平衡光束的正常衍射形成同相位的表面離散孤子，自散焦非線性可以平衡反常衍射可以形成反相位的表面禁帶孤子。而擴散非線性可以平衡表面的全內反射在表面處形成表面禁帶孤子。本文對于一維光折變離散表面孤子的模式，穩(wěn)定性，以及孤子激發(fā)傳播和相位關系的理論進行了研究。主要研究內容及結果如下：
　　 (1)應用有限

3、差分法(FDM)和Floquet傅里葉希爾方法(FFHM)計算光學能帶，分析線性情況下電場或波導調制深度與傳播常數的關系，得到允帶和禁帶區(qū)域。
　　 (2)建立光誘導光學晶格中漂移非線性離散表面孤子理論模型。理論研究了自聚焦和自散焦中的表面離散孤子和表面禁帶孤子模式，并且應用VK判據得到穩(wěn)定孤子區(qū)域。數值模擬研究了穩(wěn)定孤子傳播，孤子激發(fā)和相位關系。
　　 (3)建立擴散漂移非線性離散表面孤子理論模型。首先理論計算不同擴散