光诱导准一维光子晶格中离散空间光孤子的相互作用

基于分步束传播法数值分析了离散空间光孤子在准一维光诱导光子晶格中的相干与非相干相互作用过程.结果表明:对于相干孤子,同相时相互吸引,反相时相互排斥.然而,由于非线性响应的各向异性,横向排布的非相干孤子会因间隔波导数目的增加而由相互吸引变为相互排斥.并且,沿对角方向排布的两个非相干孤子在孤子相互作用力和布拉格反射的共同影响下,会呈现出"钟摆式"振荡传输现象.研究结果有助于进一步理解非线性各向异性对离散孤子相互作用的影响机制,并为后续实验研究提供理论参考.

铌酸锂晶体中写入晶格周期与衍射效率的关系

为了得到衍射效率高的光子晶格,采用光诱导光子晶格的方法,在LiNbO3∶Fe(掺铁铌酸锂)晶体中写入一维光子晶格。对写入晶格周期的密度的最小值,以及晶格周期与衍射效率之间的关系进行了研究,并对用不同波长的激光器写入时的情况进行了对比。实验结果表明,写入周期最小时为入射波长的一半,此时两束入射光形成驻波。发现双光束夹角在20°以内时衍射效率比较高,大于25°时衍射效率比较低。得出结论是:要得到衍射效率高的光子晶格,双光束夹角应在20°以内,并使用短波长激光器作为辐照光源。

光诱导晶格中偶极孤子的研究

在光折变晶体中可通过光诱导来产生光子晶格,对偶极孤子在光子晶格中的传输特性进行研究,通过数值仿真发现,偶极光束入射到对角晶格点时,改变光折变晶体上的外加电场强度、入射振幅以及光诱导晶格深度,偶极光束的传输会出现不同的传输结果。研究结果表明,由于光诱导晶格的存在,入射偶极光束可以克服两峰间的相互作用;当外加电场强度、入射振幅和晶格深度三个条件匹配时,异相偶极孤子存在且能稳定传输,而同相偶极孤子总是不稳定的,当光束强度较低时,其不稳定性较弱。

多重旋转对称结构光子晶格的实验研究

采用光诱导光子晶格的方法,利用3孔、4孔、5孔、8孔和12孔掩模在掺铁铌酸锂晶体中写入多重旋转对称结构的二维光子晶格。基于干涉理论,对多孔掩模干涉图样进行了数值模拟。通过实验成功地观测到了3孔、4孔、5孔、8孔和12孔布里渊区和远场衍射,并分析了布里渊区与远场衍射的对应关系,实验结果表明光子晶格图样和数值模拟一致。传统观测布里渊区的方法需要使用旋转漫反射器,观测布里渊区和写入晶格是不同的光路,而本方法只需在写入光路中加入衰减器便可观测到布里渊区,较之前的诸方法更为简单、稳定、易于调节。

基于布里渊区谱的二维光子晶格线性缺陷模式分析

结合均匀光子晶格的衍射关系和晶格中正负缺陷的布里渊区谱特性,探讨了光诱导二维光子晶格中线性缺陷模式的形成条件,对布里渊区中各点的缺陷模式进行了模拟分析,并得到了光子带隙结构中"嵌入点"X1点的正、负缺陷模式.结果表明:对于二维缺陷,只有当衍射关系曲面中沿两个正交的横向波矢方向同时为正常(反常)衍射的区域才能存在正(负)缺陷模式;而对于一维缺陷,只要在一个横向波矢方向上存在正常(反常)衍射的区域就可以支持正(负)缺陷模式,因此在某些特殊点处,正和负的缺陷模式可以同时存在.X1点正缺陷模式的存在预示着自聚焦非线性同样可以支持带内孤子.研究结果有助于对光子晶格中晶格孤子(特别是带内孤子)的理解和进一步研究.