双光子光折变介质中的相干耦合孤子对

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1、硕士学位论文双光子光折变介质中的相干耦合孤子对COHERENTLYCOUPLEDSOLITONPAIRSINTWO-PHOTONPHOTOREFRACTIVEMEDIA王曦文哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：O437学校代码：10213国际图书分类号：535密级：公开理学硕士学位论文双光子光折变介质中的相干耦合孤子对硕士研究生：王曦文导师：侯春风教授申请学位：理学硕士学科：光学所在单位：理学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O437U.D.C:535DissertationfortheMasterDegreeinScienc

2、eCoherentlyCoupledSolitonPairsinTwo-photonPhotorefractiveMediaCandidate:WangXiwenSupervisor:Prof.HouChunfengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofScienceSpeciality:OpticsAffiliation：DepartmentofPhysicsDateofDefence:June,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要由于光

3、折变空间孤子产生仅需微瓦量级光强，并且具有较强非线性效应等特点，在光互联、光集成、光波导以及全光开关等诸多方面有着广泛的应用前景，因此成为近二十年来非线性光学领域重要研究课题之一。本文针对双光子光折变介质中两束沿同一直线传播的相干耦合的空间光孤子进行理论研究。首先从Castro-Camus模型出发，推导出在双光子光折变介质中，有外加电场且忽略扩散时，两束沿同一直线传播的孤子光束的相干耦合方程。得出了积分形式的亮-亮、暗-暗、灰-灰屏蔽孤子对解，并分别讨论了各解的存在条件以及外电场和初始相位差对各解的影响。以LiNbO3和SBN晶体为例分别进行了数值模拟。推导了在双光子光伏光折变介质中两

4、束沿同一直线传播的光束的相干耦合方程，并给出了积分形式的相干耦合亮-亮、暗-暗、灰-灰光伏孤子对解，同时讨论了各组解的存在条件，以及初始相位差等因素对各组态孤子对的影响。以Cu:KNSBN晶体以及LiNbO3晶体为例，进行了数值模拟。讨论了考虑扩散效应时双光子光折变介质中两孤子光束的传播情况，并给出了在这种情况下的耦合波方程，得到双光子光折变介质中的相干耦合亮-亮屏蔽孤子对解，给出孤子对中心在扩散效应作用下的横向偏移以及角度偏移，并且进行数值模拟进行验证。最后讨论了小振幅情况下相干耦合屏蔽亮-亮孤子对的自转向效应，得到解析解。关键词：光折变效应；双光子光折变介质；相干耦合；空间孤子对；

5、自弯曲效应-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractPhotorefractivespatialsolitonsduetothemicrowattdimensionoflightintensity,andthecharacterofstrongnonlineareffect,haveawideapplicationprospectinopticalinterconnection,opticalintegration,opticalwaveguideandopticalswitchandmanyotheraspects,becomingoneoftheimportantrese

6、archtopicsinnonlinearopticalfieldnearly20years.Thisarticlefocusonthetheoreticalstudyoftwocoherentlycoupledbeamspropagatinginthesamelineintwo-photonphotorefractivemedia.Firstly,weproposethecoherentlycoupledequationoftwobeamsalongthesamestraightlinepropagationofsolitonbeamwiththeexternalelectricfi

7、eldandneglectingthediffusionintwo-photonphotorefractivemediafromthemodelofCastro-Camus.Thesolutionoftheequationisobtainedbytheintegralformofcoherentlycoupledbright-brightsolitonpairs,dark-darksolitonpairsandgray-graysolitonp