周期性層狀克爾介質(zhì)的非線性光學(xué)調(diào)控研究.pdf

1、超短脈沖激光與材料的相互作用是一個動態(tài)交互的過程，高強度的皮秒及飛秒激光入射到這種復(fù)合結(jié)構(gòu)的介質(zhì)上時，會誘導(dǎo)產(chǎn)生強的三階和高階非線性效應(yīng)，三階非線性效應(yīng)包括雙光子吸收，自聚焦等。反過來，受到激光誘導(dǎo)的介質(zhì)本身也會影響入射光束的傳播特性，如束腰，脈寬，脈沖能量，峰值光強，相位分布，偏振態(tài)等會發(fā)生不同程度的變化。本文研究了由石英玻璃、空氣隙和有機材料CS2組成的復(fù)合周期性層狀結(jié)構(gòu)的克爾介質(zhì)體系模型。在此基礎(chǔ)上，研究了多種復(fù)合結(jié)構(gòu)的光克爾介質(zhì)

2、對入射超短脈沖激光的非線性調(diào)控。這種動態(tài)的非線性調(diào)控研究在光束或頻譜整形，光限制，光耦合器件甚至是通信系統(tǒng)信號傳輸領(lǐng)域都有非常重大的理論和實際應(yīng)用價值。本研究分為五個部分：
　　 第一章是緒論，介紹了非線性光學(xué)發(fā)展?fàn)顩r以及周期性結(jié)構(gòu)體系中非線性調(diào)控的主要物理機制。并且對論文中所研究的材料CS2和石英玻璃作了詳細(xì)的介紹。
　　 第二章研究了由石英玻璃、空氣隙和CS2組成的復(fù)合周期性層狀體系對入射高斯光束的調(diào)控。這一章我們首

3、先給出了超短脈沖在介質(zhì)中的傳播方程，隨后分別詳細(xì)的研究了皮秒體系和飛秒體系下周期性層狀結(jié)構(gòu)對入射的高斯光束光斑和峰值光強的調(diào)控，提出了“Cuvette”模型。通過研究我們發(fā)現(xiàn)，連續(xù)的調(diào)整體系中CS2的厚度，可以實現(xiàn)對入射高斯光束光斑和峰值光強動態(tài)的、連續(xù)的調(diào)控。
　　 第三章研究了這種周期性結(jié)構(gòu)對不同偏振態(tài)入射的高斯光束的調(diào)控。在這一部分，我們首先研究了介質(zhì)中的局域偏振態(tài)分布。隨后我們將CS2的分子重取向效應(yīng)和高光強下的自聚焦效

4、應(yīng)結(jié)合起來，利用CS2和石英玻璃組成的周期性層狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了對入射光束偏振態(tài)的連續(xù)調(diào)控。
　　 第四章利用周期性層狀克爾介質(zhì)體系研究了調(diào)制不穩(wěn)定性。在這一章，我們首先介紹了調(diào)制不穩(wěn)定性的概念，隨后在理論上分析了層狀結(jié)構(gòu)開啟調(diào)制不穩(wěn)定性的條件，并研究了飛秒情況下幾種不同結(jié)構(gòu)的體系發(fā)生調(diào)制不穩(wěn)定性的條件。在第四小節(jié)我們針對其中一種結(jié)構(gòu)研究了波長特性對開啟調(diào)制不穩(wěn)定性的影響。第五小節(jié)我們對基于實驗參數(shù)的雙光束干涉條紋在周期性層狀結(jié)構(gòu)體