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克尔非线性光波导与PT对称光波导的全光操控

李汝江  
【摘要】:光波导的全光操控是实现全光通信的基础。近年来,有两种方法受到了人们的广泛关注:非线性光波导的全光操控与PT对称波导的全光操控。从介质的复折射率来看,这两种方法分别是通过调节其折射率分布和损耗损耗分布来达到全光操控的目的。本文以双通道波导为例,来分别讨论这两种方法。本文内容主要包括以下三个方面:1.克尔非线性光波导的全光操控我们选取克尔类型的非线性双通道光波导,从薛定谔方程出发,利用解析的方法求出了其光学模式。结果表明,在双通道波导中存在保对称模式和对称破缺模式。同时,我们在双通道波导后面放置一块克尔非线性介质,通过调节其非线性系数,光束的出射角可以得到有效操控。2.PT对称光波导的全光操控我们分别从薛定谔方程和耦合模理论出发,求得了PT对称光波导的光学模式。结果表明,增益损耗系数存在一个临界点,当小于临界点时传播常数为实数,大于临界点时传播常数变为复数。另外我们用这两种方法分别分析了PT对称波导中动力学传输的非互易性。3.非对称光学放大器基于PT对称双通道波导,我们设计了一个非对称的光学放大器。利用PT对称波导非互易传输的性质,该放大器可以有效的将差模放大、和模衰减。同时,这个放大器还可以用作模式选择器,即不管输入何种模式,总可以在输出端得到差模。


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