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向列相液晶中基于光折变效应的空间光孤子

王统领  
【摘要】: 向列相液晶中的空间光孤子是指在向列相液晶中无衍射地传播的光束。由于向列相液晶的强非局域性和折射率的非线性饱和性,使其中传播的孤子之间可以长距离地相互作用,因而给全光控制研究带来新的契机。本文对向列相液晶中光折变效应产生的空间光孤子进行了理论研究和实验观测,并在理论上对所观察到的现象进行了解释。 首先,总结分析了其他研究人员在这方面的研究成果,介绍了液晶中光折变效应引起光束自陷,形成空间光孤子的物理机制。 用带输运模型方程组给出向列液晶中的空间电荷场,并由系统总自由能密度最小化和Helmholtz方程,得出了在外加直流偏压情况下,无掺杂向列液晶中基于光折变效应的空间光孤子所满足的非线性Schr?dinger方程。并对孤子演化及其相互作用进行了简化数值模拟。 制作出了适合本实验使用的液晶盒,设计实验光路,选择合适的实验参数,在实验中观察到了空间光孤子的形成。 设置不同的条件组,对影响孤子产生的各种因素进行了详细的讨论,包括入射光的功率、偏振态、波长,外加偏压,液晶盒厚度等几方面。


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