發(fā)布時間：2020-11-06 01:44

　　 由于光孤子在遠(yuǎn)距離傳播過程中形態(tài)、幅度和速度都保持不變的特性,可以實現(xiàn)超長距離、超大容量的光通信,使得它在光通信、光學(xué)邏輯器件方面有著非常重要的應(yīng)用。光孤子的出現(xiàn)對現(xiàn)代通信領(lǐng)域起到了不容小覷的作用,因為在整個傳播過程中光孤子沒有任何變化,保證了信息的準(zhǔn)確性。同時還具有容量大、誤碼率低、抗干擾能力強(qiáng)等很多優(yōu)點。空間光孤子一直是非線性光學(xué)的研究前沿,所以對于找到一個合適的媒介來研究空間光孤子就顯得尤為重要。在過去的研究中發(fā)現(xiàn)了向列相液晶這種媒介,它具有的較大的光學(xué)非線性正是探究光孤子的有利介質(zhì)。從描述光波在非線性介質(zhì)中傳播的非線性方程出發(fā),推導(dǎo)出了在弱光情況下向列相液晶基于光強(qiáng)響應(yīng)時入射光的傳播方程。根據(jù)已有的光孤子的邊界條件求解出了向列相液晶基于光強(qiáng)響應(yīng)情況下的亮、暗空間光孤子解,光孤子的光強(qiáng)表達(dá)式以及光孤子的寬度表達(dá)式。并對光孤子的歸一化光場分布、歸一化光強(qiáng)分布、以及寬度進(jìn)行了模擬。同時,對光孤子的光場、光強(qiáng)、寬度的影響因素進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)響應(yīng)系數(shù)、入射光波的光場、向列相液晶介電常數(shù)的各項異性對空間光孤子的光場、光強(qiáng)、寬度都會產(chǎn)生影響。從非線性介質(zhì)中的光束傳播方程出發(fā),求解向列相液晶中基于光場響應(yīng)情況下的空間光孤子。利用數(shù)值積分的方法,求解出亮、暗空間光孤子積分形式的解以及光孤子的光強(qiáng)、寬度表達(dá)式。同時,對光孤子的歸一化光場、光強(qiáng)以及光孤子的寬度進(jìn)行了模擬。并分析了光場響應(yīng)下光孤子光場、光強(qiáng)、寬度的影響因素。將液晶的彈性理論和液晶的電控偏轉(zhuǎn)特性相結(jié)合,推導(dǎo)出了一般情況下入射光波在向列相液晶中的傳播方程。并模擬出在有折射率變化時光束在向列相液晶中的傳播情況和沒有折射率變化時光束在向列相液晶中的傳播情況。通過對比發(fā)現(xiàn)只有在向列相液晶的折射率變化時才可以形成空間光孤子。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O437
【部分圖文】：

科研工作者發(fā)現(xiàn)在有機(jī)材料中同樣也存在光束材料中進(jìn)行研究光束自陷效應(yīng)的過程也不是很相對來說比較長，而且非線性效應(yīng)閾值又比較，十分容易發(fā)生分離。1993 年 Braun 在向列以后科研工作者進(jìn)行大量的嘗試，發(fā)現(xiàn)向列相束自陷效應(yīng)的很好的平臺[10]。向列相液晶由以及其低價高效的特點被認(rèn)為是研究空間孤空間孤子的重要材料。于晶體與液態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)。它同時具有溫度和液晶的物質(zhì)特性的不同，液晶可以處于多相中最常見的相之一。向列相液晶由棒狀分之間的作用力比較小。分子排列雖然無序，但分子排列如圖 1-1 所示。向列相液晶在受到外且重新取向，從而使液晶分子定向排列。定向單軸晶體的光學(xué)性質(zhì)，因此非常適合研究空間

及分析間光孤子的國外研究現(xiàn)狀第一次在充滿向列相液晶的柱狀結(jié)raun 在實驗中運(yùn)用高強(qiáng)度的泵浦光剩余吸收所升高的溫度。在實驗中，這種光束實際上就是空間光孤子ughlin 對 Braun 等人的實驗進(jìn)行了發(fā)生在介質(zhì)的外部。而 D.W.Mcla現(xiàn)象。D. W. Mclaughlin 在實驗過先形成了焦斑，進(jìn)而光束離軸彎曲如圖 1-2 所示。D. W. Mclaughlin 給種耦合系統(tǒng)可以模擬激光在向列液充了之前的漸近分析。并且在窄束的兩個基本特征—激光束的起伏和a)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文并且，通過液晶層中的空間周期性重新取向可以產(chǎn)生穩(wěn)定的自的實驗表明在向列相液晶樣品中存在穩(wěn)定的自陷光束（空間光的非線性介質(zhì)中同樣觀察到了這種自陷現(xiàn)象，實驗裝置如圖 1- 年，Peccianti 等以垂直排列的向列相液晶為媒介，觀察了二維的形成。并且，對向列相液晶分子的光致重新取向效應(yīng)進(jìn)行了系，Gaetano Assanto 等還得出非摻雜向列相液晶中的相互作用是取向非線性控制的。他們演示了幾種相互作用的情況，包括在壓叉、交錯和合并空間孤子。同年，GaetanoAssanto 等發(fā)現(xiàn)由于液誘導(dǎo)重新取向，向列相液晶在時間和空間上表現(xiàn)出可飽和的非線非局域的。在這種介質(zhì)中，可以采用相干或者部分非相干激發(fā)來孤子。他們對孤子和相關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行了從角度轉(zhuǎn)向到相互作用等
【參考文獻(xiàn)】

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1 李一亨;王靖;胡巍;郭旗;;負(fù)性介電各向異性向列相液晶中空間光孤子的理論研究[J];物理學(xué)報;2014年18期

2 劉金龍;郭旗;任占梅;;向列相液晶中光誘導(dǎo)分子重取向過程的弛豫時間[J];液晶與顯示;2013年06期

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4 周羅紅;高星輝;楊振軍;陸大全;郭旗;曹偉文;胡巍;;非局域非線性介質(zhì)中空間暗孤子的理論和實驗研究[J];物理學(xué)報;2011年04期

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7 朱葉青;龍學(xué)文;胡巍;曹龍貴;楊平保;郭旗;;非局域程度對向列相液晶中空間光孤子的影響[J];物理學(xué)報;2008年04期

8 張濤;胡巍;龍學(xué)文;郭旗;劉海英;王新愛;;向列相液晶中強(qiáng)非局域空間光孤子的實驗觀察[J];光學(xué)學(xué)報;2007年01期

9 展凱云;裴延波;侯春風(fēng);;向列相液晶中空間光孤子的觀測[J];物理學(xué)報;2006年09期

10 展凱云,裴延波,侯春風(fēng);向列相液晶中空間光孤子的研究進(jìn)展[J];物理學(xué)進(jìn)展;2005年02期

本文編號：2872483