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基于类非简并二波耦合效应的光群速调控

张文定  
【摘要】: 光群速调控是近年来的研究热点,对光群速调控的研究实际上是对色散控制的研究,它不但有助于我们理解材料的特性,而且在全光缓存、光学延迟线、非线性效应增强等方面都有很广阔的研究与应用前景。在M. S. Bigelow等和张国权等工作的基础上,我们实验研究了红宝石晶体中的自泵浦光群速减慢与加快,提出了类非简并二波耦合效应,并利用这一效应对实验结果做出了合理的解释。在上述光群速调控工作的基础上,我们推测在存在非简并二波耦合效应的介质中可以利用类非简并二波耦合效应实现光群速调控。进一步的实验中,我们又在掺若丹明6G(R6G)的有机玻璃(PMMA)中利用相同的机制实现了光群速调控,这一工作的主要意义有以下两个方面:1.找到了红宝石晶体的廉价替代品;2.支持了先前关于在存在非简并二波耦合效应的介质中可以利用类非简并二波耦合效应实现光群速调控的推测。本论文的主要内容包括以下四个方面: 1.第一章我们首先介绍了光群速的基本概念;然后对光群速调控的研究现状做了一个简单的总结;最后介绍了光群速调控的意义,着重说明了其在全光缓存、光学延迟线、非线性效应增强等方面的应用。 2.第二章我们首先对M. S. Bigelow等和张国权等的工作分别做了介绍,在上述工作的基础上,利用改进后的实验配置,在实现了自泵浦光群速减慢之后,我们在红宝石晶体中进一步实现了自泵浦光群速加快,这一工作使得红宝石晶体用于实现光群速调控的工作得以完善;在理论上我们提出了类非简并二波耦合效应来解释自泵浦光群速加快的实验现象,并在实验上证明了此效应的存在。由于类非简并二波耦合效应与非简并二波耦合效应的物理本质相同,我们推测在存在非简并二波耦合效应的材料中可以利用类非简并二波耦合效应实现光群速调控。 3.第三章我们首先分析了红宝石晶体用于实现光群速调控的缺点,并针对性地制作了掺R6G的PMMA作为红宝石晶体的替代品。在对掺R6G PMMA的性质做出了分析测量的基础上,我们在实验上证明了掺R6G PMMA中非简并二波耦合效应的存在,基于类非简并二波耦合效应在掺R6G PMMA中实现了自泵浦光群速调控,并测量了信号光和参考光之间的时间延迟与高斯脉冲信号半高宽之间的关系,这些实验结果充分说明掺R6G PMMA在一定情况下可以作为红宝石晶体的优秀替代品用于实现光群速调控。上述实验结果与在纯PMMA中的对比实验结果支持了在存在非简并二波耦合效应的介质中可以利用类非简并二波耦合效应实现光群速调控的推测。 4.第四章我们对现在的工作做出了阶段性总结。在总结工作的基础上,一方面分析了现有工作中的不足之处,展望了类非简并二波耦合效应的进一步研究计划;另一方面立足于光群速调控的整个研究方向,展望了光群速调控工作的下一步研究计划。


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