光折變晶體中二維光格子內(nèi)帶隙孤子的研究.pdf

1、空間光孤子是指在傳播過程中，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)用平面波展開法、

2、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限帶隙中，高功率值的帶隙孤子是不穩(wěn)定的，低功

3、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限帶隙內(nèi)，還存在于第一帶隙內(nèi)。在半無限帶隙中，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程中形狀和位置發(fā)生了變化，低功率值的孤子在傳播過程中發(fā)