二阶非线性串级效应及其全光晶体管作用

ntralFlorida)的G.I.Stegeman和EricVanstryland教授领导的小组在二阶非线性串级效应的研究及以此为基础实现全光开关和全光晶体管方面作出了许多开创性的成果。第一章绪论目前二阶非线性串级效应及其全光器件的研究已成为热点,美国、德国、法国、日本等许多国家的研究成果都已见诸于各学术期刊。13本论文的研究工作目前在国内,二阶非线性串级效应及其全光晶体管作用的研究落后于国外同行的工作。据我们所知,我们是国内首先对二阶非线性串级效应进行研究的科研小组。我们对二阶非线性串级效应及其在全光器件实现中的作用进行了研究,主要内容包括:I.我们给出了二阶非线性串级效应的物理模型和基本理论。我们讨论了支配二阶非线性串级过程的耦合波方程的解析解并进行了数值模拟。通过Kramers-Kronig关系,我们导出了由二阶非线性串级过程导致的非线性相移的一个简单的分析解。2.我们讨论了二阶非线性串级效应在全光晶体管等全光器件的实现中的作用以及各种类型的全光器件的实现方法。3.我们讨论了测量二阶非线性串级过程中最关键的物理量——非线性相移的两种方法:Z扫描方法和非线性椭偏法。我们还提出了一种基于光的干涉的新的测量方法。我们准备在实验中采用的晶体是掺Cr的LiNbO,晶体。从理论上分析得知,当基频波或二次谐波的频率接近材料的共振吸收频率时,二阶非线性系数将被共振增强,因此相应的二阶非线性串级效应也将大大增强。LiNbO,晶体中掺入Cr可以在0.53um处引入共振及近共振吸收,从而增强二阶非线性串级效应。利用LiNb03晶体的搀杂增强二阶非线性串级效应是我们工作的创新之处。在二阶非线性串级效应的研究中,准相位匹配是一项非常重要的技术。由于我们的实验条件有限,许多和二阶非线性串级过程有关的有趣现象都不能进行研究。如果我们能够利用准相位匹配技术,毫无疑问我们的研究将会大大地得到提高。6