一、平行传输自陷光束的相互作用特性（论文文献综述）
时华峰[1]（2020）在《全无机钙钛矿纳米材料的光电性质及机理研究》文中指出钙钛矿材料在光伏器件、光电探测、纳米激光和显示照明等多个领域具有广泛的应用前景。有机/无机杂化钙钛矿性能优异但是容易水解和氧化,导致其应用受到诸多限制。全无机钙钛矿具有较好的稳定性,秉承了钙钛矿材料优异的光电性能,是目前科研工作的重点研究对象。然而全无机钙钛矿纳米材料的光电性能很容易受到合成方法、合成条件、颗粒大小、元素构成等多种因素的影响,进而影响器件性能。因此,全面而深入地研究全无机钙钛矿纳米材料的光电性质及其背后的物理机制,可为提高钙钛矿纳米材料的器件性能提供有力的指导。本论文的主要研究内容和成果包括:基于低温时间分辨荧光光谱技术研究了缺陷对钙钛矿纳米材料激子复合发光的影响。研究发现,低温下全无机钙钛矿CsPbBr3纳米具有更长的荧光寿命。进一步分析发现样品的荧光寿命变化源自缺陷诱导的激子间接复合发光。研究结果表明,电子和空穴被缺陷俘获后,随着样品温度的升高可以被重新热激活,进而发生辐射复合发光。研究了离子工程对钙钛矿纳米材料载流子复合发光的影响。研究结果表明,全无机钙钛矿CsPbBr3纳米晶体可以发出绿色荧光,离子工程处理后的异构体Cs4PbBr6和CsPb2Br5纳米晶体可以分别发出蓝色和红色荧光。通过对晶体结构和能带的分析表明,全无机钙钛矿CsPbBr3纳米晶体的绿色荧光来自载流子的直接复合发光。异构体Cs4PbBr6具有较软的晶格特性,在外界光激发作用下容易形成载流子的电荷转移而发出蓝色荧光。异构体CsPb2Br5是层状结构,材料结构变形和势能波动会导致自陷态的产生,从而发出红色荧光。利用连续光和脉冲光激发研究了低温下钙钛矿纳米材料的“热声子”瓶颈效应。研究发现,在脉冲光激发下全无机钙钛矿CsPbBr3纳米晶体的荧光积分强度随温度变化出现两次转折,这是“热声子”瓶颈效应和温度升高引起的非辐射复合增强效应之间的竞争的结果。无机阳离子Cs+比有机阳离子FA+具有更大的质量、更大的离子半径,这导致全无机钙钛矿CsPbBr3比有机/无机杂化钙钛矿FAPb Br3具有更大的纵光学（longitudinal optical,LO）声子能量、更大的声子能量带隙和更小的极化子。这抑制了LO声子能量退化为声学声子的Klemens通道和LO声子的散射,导致载流子通过载流子-LO声子耦合将能量传递给LO声子,但是LO声子却无法有效通过退化为声学声子的方式将能量继续传递或者通过散射的方式将能量传递给其他LO声子,最终形成了比较强的“热声子”瓶颈效应。研究了钙钛矿纳米材料的太赫兹吸收和发射光谱。基于太赫兹吸收光谱发现了全无机钙钛矿CsPbBr3纳米晶体在尺寸逐渐长大的过程中由立方相CsPbBr3转变为四方相CsPb2Br5。这是因为随着反应时间增加更多的Pb参与到纳米晶体的结构中并最终使得立方相CsPbBr3转变为四方相CsPb2Br5。使用时间分辨的太赫兹光谱测得全无机钙钛矿CsPbBr3纳米晶体中载流子寿命>300 ps。使用太赫兹发射光谱发现双波长激发可以产生更强的太赫兹辐射。本论文利用多种光谱技术研究了全无机钙钛矿CsPbBr3纳米晶体的光电特性和其背后的物理机制。本论文的研究成果加深了人们对全无机钙钛矿激子和载流子产生、弛豫、复合等物理机制的认识,为全无机钙钛矿材料在太阳能电池、LED显示、纳米激光等方面的应用提供了有益的帮助。
翁远航[2]（2020）在《(2+1)维非局域空间光孤子的传输及相互作用研究》文中研究表明空间光孤子本质上是连续光波在自发衍射和非线性共同作用下的结果,其中（2+1）维非局域空间光孤子借助介质的非局域非线性不仅能够稳定自身的剖面形状和相位结构,还能够与其他光孤子发生非局域相互作用。一方面,（2+1）维非局域空间光孤子的研究揭示了物质与强光相互作用的深刻本质,具有巨大的学术研究价值。另一方面,研究（2+1）维非局域空间光孤子的传输特性及相互作用能够指导新型全光器件的研发,具有重要的应用前景。本文从描述（2+1）维非局域空间光孤子传输的耦合非线性薛定谔方程出发,利用数值计算和数值分析的方法,研究了PT对称周期线性势、高斯型局域线性势、纵向调制的非局域非线性等作用下（2+1）维非局域空间光孤子的传输特性及其相互作用。具体的研究成果如下:（1）研究了PT对称的三五次竞争型非线性光学格子中局域基本孤子、局域涡旋孤子及非局域孤子的存在性和稳定性。在自聚焦三次—自散焦五次非线性下,基本孤子和涡旋孤子存在于很宽的参数范围内但只有少数稳定,其中涡旋孤子的功率曲线具有上下支的“双叉”形状;在自散焦三次—自聚焦五次非线性下,基本孤子和涡旋孤子的存在范围相对狭长但多数稳定。当三次非线性为非局域型时,自聚焦三次—自散焦五次非线性可以支持和稳定第一带隙孤子,自散焦三次—自聚焦五次非线性支持半无穷带隙孤子但均不能稳定。（2）研究了PT对称的非局域非线性光学格子中矢量孤子的传输模式。矢量孤子的光场重心和功率在传输过程中振荡,表现为类似于光拍频的模式。通过对“拍”模式产生原因的分析,证明了适当的PT对称线性势是“拍”模式的必要条件。非线性的非局域程度影响着矢量孤子传输稳定性和“拍”模式的形状,其中一般强度的非局域程度最适合孤子稳定传输和产生明显的“拍”模式。矢量孤子两个分量的传输常数也影响着“拍”模式的形状,两者的传输常数一致时“拍”模式最明显;传输常数相差较大时,“拍”模式退化为等幅振荡的形式。（3）研究了高斯势垒或高斯势阱对非局域非线性大块介质中矢量孤子不稳定传输的抑制作用。均匀非局域非线性大块介质中,矢量孤子的两个分量会随着传输自发分离或自发融合。高斯势垒可以抑制异相位孤子的自发分离现象,高斯势阱可以抑制同相位孤子的自发融合现象。但只有在适当的高度（或深度）和宽度的高斯势垒（或势阱）才能有较好的抑制效果。（4）研究了非局域非线性受到纵向渐变调制的大块介质中标量空间光孤子的非对称传输。在一个非线性沿纵向从强非局域型线性渐变到弱非局域型的大块介质中,输入功率足够大的孤子能够从强非局域一侧稳定传输到弱非局域一侧;而沿相反的方向孤子很快发生衍射,无法稳定传输。非局域空间孤子的这种非对称传输与渐变非局域非线性的调制形式无关。通过定量分析孤子的输入功率与宽度放大率之间的关系,发现了孤子单向传输的最优输入功率。（5）利用非局域非线性大块介质中矢量孤子分量间的相互作用设计了新型全光逻辑门。逻辑门仅使用两个输入光束,没有其他任何探测光束;同时还是（2+1）维的,操作灵活。根据入射光倾斜与否确定输入态,根据后端接收到的功率判断输出态,实现了与、或、与非、或非、异或和同或六种逻辑运算操作。
陈明[3]（2020）在《向列相液晶中的光束调控研究》文中研究指明近年来,光场调控技术受到越来越多科研工作者的关注。向列相液晶不仅具有液体的流动性和晶体的各向异性,还具有良好的电学和光学性能。液晶类器件最显着的特点是其结构和形状种类丰富,如向特殊设计的盒子中填充向列相液晶后可以实现特殊的功能。迄今,向列相液晶已经成为光场调控的一种理想材料。从某种程度上来说,液晶显示器是一种光场调控器件。液晶显示器工作的基本原理是利用外加电场调控液晶分子的排列实现对入射光束偏振态的控制。液晶显示器已经在显示领域具有举足轻重的地位。本文基于液晶显示器的工作原理研究了液晶器件中弱光和强光的调控技术,具体内容和成果如下:首先,通过简化模型分析环境温度对液晶显示器透射光强的影响,在此基础上设计了液晶温控传感器和光控液晶装置。给出了光束穿过液晶层后的位相差随外加电压的变化规律,计算了透射光强随外加电压的变化关系,发现透射光强随外加电压周期性震荡。分析了简化模型中位相差和出射光强随环境温度的变化规律,发现随着环境温度的变化透射光强和位相差都会变化,根据该原理提出了利用简化模型设计温度传感器的可能性。提出利用侧面入射的光束取代外加电场来改变液晶盒中分子排列。发现随着入射光强的增加,位相差出现周期性震荡,该结论为实验上实现光控制光的全光器件提供理论指导。其次,分析了强光在向列相液晶中传输时的调控技术。液晶显示器中通过外加电场使液晶分子重新排列可以实现对入射弱光的调制。借用该原理,分析了强光在液晶中传输时诱发的热效应和分子取向效应对光束自生的调控。发现强光在向列相液晶中传输时会使分子重新排列,该效应导致液晶盒中折射率空间分布出现类凸透镜性质,这就是非线性领域着名的自聚焦效应;强光在液晶中传输时还会出现热效应,发现热效应会降低寻常光的折射率。分析了两种效应竞争对光束传输的影响。提出通过两束高斯光束的相互作用在向列相液晶中可以实现光束传输轨迹的调控。发现选择合适的入射光强时,向列相液晶中可以观察到亮孤子,当两束高斯光束距离合适时,可以形成偶极孤子。
黄静[4]（2019）在《Parity-Time对称非局域非线性系统中的复杂空间光孤子动力学》文中研究表明非线性介质中线性作用（衍射效应）和非线性作用的精准平衡,光束可以保持初始状态不变在介质中传输,即形成空间光孤子。在光学应用方面,实验上空间光孤子已经实现了在信号处理、全光器件、寻址和光控光等方面诸多应用。为了实现空间光孤子更多的应用,从理论上研究空间光孤子的传输特性,揭示其内部相互作用机制是非常有意义的。非局域非线性模型（Snyder-Mitchell模型）的提出,光孤子的研究由局域介质扩展到材料更丰富的非局域介质。Parity-Time（PT）对称结构的发现,将光孤子的研究由保守系统扩展到耗散系统。近十多年在非局域非线性介质和PT对称结构非线性介质中取得大量的研究成果。近几年,陆续出现具有PT对称结构的非局域非线性介质的新结构,目前该方向的研究成果很少,而且集中在多维光孤子解和一维光孤子存在范围和稳定范围,对光孤子稳定传输或不稳定传输的内部物理机制没有进行分析。基于以上,建立二维PT对称结构非局域非线性新模型。首次研究了该模型中复杂光孤子的动力学特性。从复杂光孤子内部能量流动的角度对光孤子的传输过程的内部物理机制进行分析,揭示了不同非局域程度、增益损耗系数、相位、传输常数对光孤子存在范围和传输稳定性的影响。本文还研究了低非局域程度极限情况下,部分PT对称结构自散焦克尔介质中的偶极光孤子传输特性。主要创新性研究成果如下:1.建立具有PT对称结构的非局域非线性耗散系统模型,数值计算该模型中四方光学格子和三角光学格子的能带结构,采用改进型平方算子法求解其光孤子数值解,用分步傅里叶方法研究其传输特性。在方程中加入随机干扰信号,对其传输稳定性进一步进行验证。得到光孤子的存在范围,稳定范围,分析了光孤子内部能量相互作用情况,为光孤子应用提供了理论依据。2.首次在PT对称结构的非局域自散焦非线性四方光学格子和三角格子发现多峰光孤子（偶极、四峰、六峰和八峰）以及能够携带角动量的涡旋光孤子,并对其存在性进行分析。研究发现不管是同相位还是异相位的垂直或并邻偶极光孤子,还是其他多峰光孤子都只能在第一带隙存在。而涡旋光孤子可以在存在于半无穷带隙和第一带隙。其中一个比较新奇的现象时,PT对称结构的非局域自散焦非线性三角格子中的六峰光孤子,在强非局域中,由于强非局域导致峰值间折射率差减小,且折射率在六峰的中心的叠加,会在中心区域出现新的峰值,变更成新七峰光孤子。3.研究对比不同模型中多峰光孤子的稳定性发现:PT对称结构非局域非线性光学格子中,三角光学格子的PT对称破缺的阈值（W0=3）比四方格子的阈值（W0=0.5）高很多。无论PT对称结构非局域非线性光学格子中还是部分PT对称自散焦克尔非线性光学格子中,同相位偶极光孤子的稳定范围都比异相位偶极光孤子的稳定范围大。在PT对称结构非局域非线性四方格子中,同相位偶极光孤子可以在弱非局域和一般非局域中稳定传输,而异相位偶极光孤子只能在弱非局稳定传输;部分PT对称自散焦克尔非线性光学格子中,对角偶极光孤子的稳定范围比并邻偶极光孤子稳定范围大。多峰光孤子的稳定范围随着峰值的增加而减小。三角格子中的多峰光孤子稳定传输距离比四方格子中稳定传输距离短。4.研究了光孤子在传输过程中的功率变化特性。多峰光孤子、涡旋光孤子的功率都随着传播常数的增大而减小。相同非局域程度和传输常数时,同相位偶极光孤子的功率比异相位偶极光孤子的功率大。5.分析光孤子在PT对称非局域非线性介质中重心的震荡情况,用光孤子内部能量流动对多峰光孤子传输过程其进行解析。由于线性衍射效应和非线性效应的共同作用,孤子峰值内部能量会相互发生流动,而不同非局域程度,折射率受影响的程度不同,导致孤子在不同非局域程度呈现出不同的现象,如四方格子中的异相位偶极光孤子在弱非局域介质中出现“类呼吸子”现象,同相位偶极光孤子在强非局域出现“竞争”现象,异相位偶极光孤子的重心比同相位偶极光孤子震荡更加剧烈。峰值越高,传输过程中光孤子内部能量越难平衡,重心震荡越剧烈。6.研究了涡旋光孤子在PT对称自散焦非局域非线性三角格子中不同拓扑荷的涡旋光孤子解。由于涡旋光孤子携带角动量,不同拓扑荷的涡旋光孤子解也是不同的。相同非局域响应,越靠近能带的涡旋光孤子越难保持原本形态,在强非局域,受折射率改变影响导致能量分布发生改变,涡旋光孤子甚至打破自身形态,能量重新分配,形成新的多峰形态,但是其都能保持该形态稳定传输。综上所述,本文研究了二维PT对称结构非局域非线性模型、部分PT对称自散焦克尔非线性光学格中的复杂光孤子传输动力学,为全光通信中的光逻辑门、光二极管、光器件等器件设计及光学控制、光信息存储等方面都提供了理论依据。
李妍[5]（2019）在《外场下液晶扭转运动过程中的扭结孤子及呼吸子》文中提出液晶是一种重要的光学材料,已被广泛应用于光电显示、光开关和信息存储等领域。液晶中可以产生多种多样的非线性现象,孤子就是其中的一种。液晶中的孤子现象,主要以液晶中的空间光孤子为代表,近年来在理论上得到了大量的研究并在实验中得到了验证。除了空间光孤子,液晶在外场作用下其自身分子的排列或结构变化也会产生孤子现象。我们结合液晶与电场、磁场等外场的作用,对具有不同材料特性的向列相液晶扭转运动过程中产生的扭结孤子和呼吸子进行了系统的研究,从而继续探索液晶的非线性效应,为其实际应用提供理论依据。首先,考虑在外加电场控制下,以一般的向列相液晶分子为研究对象,给出其分子扭转运动模型,推导出向列相液晶分子扭转运动过程满足的运动学方程为含有sin 2u项的Sine-Gordon方程。求解出方程的双扭结孤子解和呼吸子解,理论上预言了外加电场控制下向列相液晶分子扭转运动过程中孤子的存在。通过对不同参数条件下双扭结孤子和呼吸子形态分布的变化分析出了产生这些变化的原因主要是电场作用和液晶的扭曲弹性系数的影响。从而得出可以通过调节电场、改变扭曲弹性系数来控制孤子形态。其次,考虑在外加电场和磁场复合控制下,分别以一般的向列相液晶分子和自身电偶极矩较强的强极性向列相液晶分子为研究对象,研究其扭转运动过程中产生的扭结孤子。对于一般的向列相液晶分子,其扭转运动满足的Sine-Gordon方程中sin 2u项的系数由电场和磁场共同控制,但是磁场的影响相对于电场要小得多。所以得到的扭结孤子和呼吸子的分布较电场控制下的情况没有显着的变化。对于强极性向列相液晶分子,其扭转运动满足双Sine-Gordon方程。根据与电场和磁场有关的参数关系分三种情况求解方程并得到了两种情况下的双扭结孤子解,同时给出孤子的速度表达式。分析了外场和液晶的扭曲弹性系数对扭结孤子的形态分布和传播速度都有影响。再次,从增加液晶磁性角度,以添加了磁性基团的向列相液晶分子为研究对象,研究了在磁场控制下磁性液晶分子的扭转运动,推导出分子运动方程为含有sinu项的Sine-Gordon方程,求解出该方程的双扭结孤子解和呼吸子解。预言了在磁场的控制下,磁性液晶分子扭转运动过程中可产生扭结孤子和呼吸子,并讨论了磁性液晶的扭曲弹性系数和磁场的控制对磁性液晶分子的偏转角以及孤子形态的影响。最后,以连续介质模型下的液晶为研究对象,分别研究了磁场控制下磁性液晶的扭转运动和电场控制下向列相液晶的扭转运动。考虑液晶扭转运动时由自身力学性质产生的扭转力矩和外场作用的力矩关系,利用转动定律分别推导出两种情况下的运动学方程,结果表明其均为Sine-Gordon方程,求解出方程的双扭结孤子解和呼吸子解,得到了和以离散的分子为研究对象时分子扭转运动过程中产生的孤子和呼吸子相同的结论。说明对于液晶,无论是以离散的分子为研究对象,还是可直接看做连续介质,在满足一定条件的时候,其扭转运动过程中都可以产生扭结孤子和呼吸子。
黎楚欣[6]（2018）在《分数薛定谔方程下光束传输及其相互作用研究》文中研究表明通过研究标准薛定谔方程,得到其中两个具有稳定解的函数形式——双曲正割函数和艾里函数波包。前者是稳定的常规对称光束,后者是自加速的不对称光束。基于标准薛定谔方程下的孤子和艾里光束传输特性已被广泛研究。随着量子力学研究的深入,人们发现了分数薛定谔方程是量子力学领域的分支延伸。而包含分数空间导数的分数薛定谔方程是标准薛定谔方程的普遍形式。然而,目前基于分数薛定谔方程下的孤子和艾里光束传输的特性研究较少,分数薛定谔方程也许能够为光束控制提供更多的自由选择空间。基于分数薛定谔方程下的超高斯光束传输与在标准薛定谔方程下的传输情况大不相同。本文通过研究基于分数薛定谔方程下孤子光束的相互作用、艾里光束的相互作用以及线性和非线性情况下的超高斯光束传输特性,来进一步加深对分数薛定谔方程的理解。本文的主要研究内容及实验结果如下:1.通过改变孤子光束的初始间距、初始相位差以及相对振幅参量来观察基于分数薛定谔方程下不同莱维指数对光束相互作用的传输影响。初始相对间隔参量会影响孤子光束相互作用的强烈程度。莱维指数可调控光束相互作用的范围更大,并能控制同相光束相互作用的第一融合点的位置,对于反相光束的相互作用则能减弱光束的排斥现象。光束相互吸引与排斥程度取决于初始相位差和莱维指数参量取值。初始相对振幅、莱维指数参量可以自由调控光束的能量分布和峰值强度。2.研究了基于分数薛定谔方程下不同莱维指数对艾里光束相互作用的传输影响,并通过分别改变其初始间距、相对振幅以及初始相位差参量得到光束传输的一般特征。在光束相互作用的过程中产生了不同周期和脉宽的单个孤子、呼吸孤子和孤子对。其形成孤子的形态与初始间距、相对振幅和初始相位差参量,还有莱维指数的选取是有关系的。我们可以利用莱维指数参量来调谐非线性效应,为控制光束的脉宽和强度值变化提供一个新的自由度参量。3.研究了基于分数薛定谔方程下的超高斯光束传输特性的动力学分析。我们发现了超高斯光束和高斯光束之间不同的传输动力学特性情况。当阶数m（29）1时超高斯光束的线性传输过程中经历了初始的相位压缩之后就分裂成了两条子光束。在非线性的情况下,超高斯光束会演化成一个单一的孤子,呼吸孤子和孤子对的情况,其中所形成的不同形态的孤子情况是与超高斯光束的阶数、非线性程度和莱维指数的取值相关的。在二维的情况中,超高斯光束的线性演化情况与一维超高斯光束的线性传输情况是相似的,但是输入超高斯光束的初始压缩和分裂光束的衍射比一维时候的情况要强得多。我们展现出来的图像传输情况是当分数薛定谔方程中选取了合适的输入光能量且不同的莱维指数的参量值时,该非线性效应能够被有效地调谐。与之相关研究结果发表在Optics Express上。
吴云龙[7]（2018）在《艾里光束及其衍生光束传播特性和相互作用研究》文中研究表明自2007年首次理论提出和实验产生后,具有自加速、无衍射、自愈合等奇异特性的艾里光束迅速成为光学领域的研究热点。这三种奇异特性使得艾里光束相比于普通高斯光束在物理学、生物医学、大气科学以及军事等领域具有更为广阔的应用前景。目前,已有研究工作中存在基础性理论研究开展较少、对艾里光束在多种介质中的传播特性以及相互作用规律缺乏系统而深入的分析以及对于艾里光束衍生光束的研究刚刚起步等现实问题。鉴于此,本文以艾里光束为研究对象,采用理论研究和实验验证相结合的方法,开展了艾里光束及其衍生光束传播特性和相互作用规律的研究。1.采用经典的傅里叶分析法,结合艾里函数的特殊性质,完整推导出有限能量条件下用于描述一维艾里光束在自由空间传播特性的波动方程精确解析解。针对普通立方相位膜片在空间上无法有效区分开各级次艾里光束的问题,提出通过加载复合相位膜片来增加各级次艾里光束的空间距离。利用复合相位膜片在实验中得到了单一级次的艾里光束,同时对艾里光束的传播特性进行了研究。结果表明:艾里光束在自由空间传播时具有显着的横向自加速特性、自愈合特性以及无衍射特性,并且可以通过选取加载到空间光调制器上的立方相位膜片的级次数量来控制生成的艾里光束的衰减系数。2.针对传统Twyman-Green干涉法无法动态微调节光路中光程差从而难以获得高亮度、形貌理想的干涉条纹的缺点,提出了一种改进型方法。该方法通过在原光路中的反射镜前、透反镜后增加一个可以二维调节的透镜来对这一问题进行改善。同时,针对人工测量干涉条纹移动距离存在效率低、误差大的缺点,提出了一套由计算机控制完成的干涉条纹采集、检测、预处理、测量的自动程序。针对液晶空间光调制器在非工作波长上会表现出显着的非线性特性且相位调制深度与理论值不符的问题,采用了三种常用的反插值法对光调制器的非线性特性进行校准和补偿。计算结果表明:形状保持分段三次反插值法取得了最好的校准效果,并且该算法计算机执行效率最高。3.对艾里光束的衍生光束——准艾里光束进行了介绍,并分别利用分步傅里叶积分法和液晶空间光调制器对准艾里光束在自由空间的传播特性进行了仿真计算研究和实验研究。结果表明:准艾里光束在传播过程中会演化成两个独立传播的光束,而这两个独立传播的光束的传播方向由初始光场决定。造成准艾里光束传播过程中光束分化的主要原因在于准艾里光束在空间上的非对称分布。另外,研究发现通过自由调节准艾里光束的外侧旁瓣夹角可以实现对准艾里光束传播轨迹的任意控制。但是,准艾里光束相比于传统艾里光束在横向平面内可以实现更大角度的自由偏转是在一定程度上以牺牲光束的无衍射特性为代价的。随后,开展了含有涡旋相位的准艾里光束在自由空间里传播特性的仿真计算和实验研究。结果显示,涡旋相位对于准艾里光束传播特性的影响取决于准艾里光束的初始场分布。对不同参数条件下含有涡旋相位的准艾里光束的一阶矩角半径和二阶矩角半径进行了计算,结果表明:涡旋相位的存在会加速准艾里光束光束中心的漂移,拓扑荷数越大,这种加速作用越明显。而与此同时,涡旋相位对于准艾里光束在传播过程中的光束扩展却几乎不产生影响。4.对艾里光束在线性介质中的传播特性进行了研究。结果表明:当艾里光束在具有梯度折射率的介质中传播时,可以通过对介质参数的调节使艾里光束沿具有任意弯曲度的抛物线轨迹进行传播。其次,对艾里光束在非线性Kerr介质和非线性非局域介质的中的传播特性进行了系统的研究。数值仿真结果显示:受到非线性效应和线性效应的平衡作用,艾里光束在非线性介质中可以以光孤子态的形式进行无衍射传播,并且通过对初始参数的合理选择,可以产生传播状态任意可调且传播路径任意可控的空间光孤子。最后,利用相位屏法对艾里光束在大气湍流介质中的传播特性进行了研究。结果表明:艾里光束的初始横向尺度越大,其受闪烁效应影响越严重。同时,当艾里光束和高斯光束同时在大气湍流中传播时,艾里光束的质心漂移量要明显小于高斯光束,可以认为艾里光束在复杂环境中传播时相比于高斯光束具有更强的抗扰动性。5.对双束艾里光束和双束艾里-高斯光束在非线性Kerr介质中的相互作用规律进行了仿真计算研究,结果表明:艾里光束和艾里-高斯光束在Kerr介质中传播时,都可以通过光束间的相互作用产生呼吸光孤子和光孤子束缚态等传播状态,且这些光孤子态可以通过对入射光束初始参数和介质初始参数的改变而进行调制。但是,艾里-高斯光束通过相互作用形成呼吸光孤子以及光孤子束缚态等状态所需的能量阈值要明显大于艾里光束。另外,在同相不同振幅和反向同振幅的条件下,这两种光束虽然都可以通过相互作用产生呼吸光孤子,但是却难以产生光孤子束缚态。研究还发现,当双束艾里光束及双束艾里-高斯在非线性非局域介质中相互作用时,除了产生沿直线传播的呼吸光孤子和光孤子束缚态之外还可以产生一些特殊的光孤子传播态,例如沿形如正弦轨迹传播的呼吸光孤子以及沿形如三角波轨迹进行传播的振荡呼吸光孤子。同时,具有反相同振幅的双束艾里光束或者双束艾里-高斯光束在非局域介质中通过相互作用还可以产生一种新的光孤子束缚态,即非交叠的光孤子束缚态,该束缚态与传统束缚态相比具有新颖的空间结构。
王智[8]（2017）在《时空整形飞秒激光高效率加工微通道的实验研究》文中认为微孔/微通道结构是日常生活中一种非常常见的结构,在微流体器件、三维封装技术、航空航天、传感器等领域都具有广泛的应用。玻璃材料,凭借其良好的透光性、化学稳定性、热稳定性、力学性能等,在各个领域也都得到了广泛的应用。特别是在微流体器件领域,玻璃可能是最理想的基底材料,但如何在玻璃上加工微通道却成为了一个难题。传统的如电火花、电化学、电子束、离子束加工等加工方法由于要求材料导电、低效率、复杂性、高成本等原因,并不适用于在玻璃上制备微通道。飞秒激光凭借超快超强的特点,可以实现在玻璃上高精度、高质量的三维加工微通道。但是,现在常用的飞秒激光微通道加工手段在玻璃中加工微通道都存在一定的缺陷。高斯叩击加工受到碎屑喷发和微孔孔型的影响,加工深度和质量都受到限制;水辅助激光加工和激光改性辅助化学刻蚀都要求激光扫描加工,这两种方法的加工效率和加工深度会受到平移台扫描速度和激光重复频率的限制,且横向扫描还会造成微通道截面的非对称。空间整形的飞秒激光贝塞尔光束凭借超长焦深、小直径、均匀的能量分布、自愈性的特点,可以实现原位加工,在提高微通道加工效率方面有很大优势。但是,由于玻璃材料的高阈值,以及飞秒激光贝塞尔光束在加工玻璃时的低能量沉积效率,很难在材料内部直接烧蚀形成微通道或者有效的改性。因此,目前在玻璃中高效加工微通道的难点及挑战就在于如何提高贝塞尔光束加工过程中的能量沉积效率,实现直接烧蚀形成微通道;或提高材料改性程度,以提高微通道刻蚀效率。实现高效加工微通道。本文基于本课题组提出的基于电子动态调控的基本思想,提出了基于飞秒激光时空整形的微通道加工方法。在空间上将高斯光束整形成贝塞尔光束,改变激光光场分布,提高激光焦深;在时间上将单脉冲整形成双脉冲序列,调控激光加工过程中的瞬时局部电子动态。通过将时间整形技术与空间整形技术相结合,并结合化学刻蚀技术,大大提高了微通道制备速度。本论文的主要创新点如下:1.提出了飞秒激光时空整形微通道加工方法。本论文中利用锥透镜将高斯光束整形形成贝塞尔光束,大大提高了激光焦深,实现在加工高深径比微通道时的原位加工;根据几何分光的原理,利用迈克尔逊系统将单脉冲整形成双脉冲序列,基于电子动态调控的原理提高激光能量沉积效率。论文中将空间整形方法与时间整形方法结合,搭建了时空整形加工光路。2.利用时空整形飞秒激光直写加工透明材料（有机玻璃、熔融石英、康宁玻璃）,对比分析了不同材料在激光作用下的加工结果。在有机玻璃上实现了直径2μm,深度660μm,深径比高达330:1的微孔加工;在熔融石英和康宁玻璃上通过调节激光能量和脉冲延时,实现不同类型加工结构间的灵活转换,并在康宁玻璃上实现了微孔直径～400 nm,微孔深度～45μm,深径比大于100:1的高深径比微孔结构。此种方法利用单脉冲烧蚀形成微通道,大大提高了加工效率。3.利用时空整形飞秒激光改性辅助化学刻蚀的方法,在熔融石英上实现了高效刻蚀加工微通道。双脉冲贝塞尔光束辅助化学刻蚀与单脉冲贝塞尔光束辅助化学刻蚀相比,发现在脉冲延时20-40ps之间时,由于自陷激子的促进作用,微通道刻蚀速度提高了13倍。4.利用激光扫描显微拉曼技术对双脉冲贝塞尔光束改性区域进行了检测表征,发现了材料内部改性程度（4环结构）随激光脉冲延时的变化与刻蚀深度随激光脉冲延迟的变化一致。证明了材料改性程度与刻蚀速率之间的正相关关系。并结合自陷激子寿命,揭示了激光能量沉积效率与材料改性程度之间的关系。
张玉虹[9]（2011）在《光折变空间暗孤子分裂的理论和实验研究》文中进行了进一步梳理光折变空间孤子是晶体的光折变非线性严格平衡衍射效应的结果。自从光折变空间孤子的预言和实验观察以来，由于其在低功率和所有横向维的存在以及它们在光束控制、光互连和非线性光学器件等方面的潜在应用已经引起了更多的兴趣。本论文主要是从理论上利用相干密度法研究了非相干屏蔽灰孤子和非相干屏蔽光伏孤子分裂，利用光束传播法研究与时间有关的开环相干光伏孤子分裂，并从实验上研究非相干光伏孤子分裂，具体结论如下：1.非相干光伏孤子实验研究无背景光辐照时，利用振幅掩模穿过一束空间非相干光的方法产生暗迹，将暗迹成像在晶体前表面上，在LiNbO3:Fe晶体内形成偶数序列的非相干暗光伏孤子。实验结果表明，无背景光辐照时可以在非瞬时响应的光折变光伏晶体内形成非相干暗光伏孤子序列，形成的孤子分裂数目与入射宽度和光束相干长度有关。在给定光束的空间相干长度时，形成孤子数目与入射暗纹的宽度有关，当入射的暗纹宽度较小时，只能形成一个Y结孤子对；随着入射宽度的增加，可以形成偶数序列暗光伏孤子，在晶体前表面入射的暗纹宽度越宽，形成孤子数目越多，这与相干孤子FWHM的变化规律一致。形成多孤子时，位于中心的孤子对灰度最小，其他孤子对与中心距离越远，灰度越大；孤子数目越多，孤子间隔越小，每个孤子的宽度都比N=2时孤子宽度稍微小一点。另外，光束的相干长度对孤子分裂有影响，入射光束的空间相干性越好，相干长度越大，形成孤子所需入射宽度越小。2.非相干灰屏蔽孤子利用相干密度法研究非相干屏蔽灰孤子在偏压光折变非线性介质中的传输特性和空间相干性。数值模拟结果表明，可以在偏压SBN晶体内形成非相干屏蔽灰孤子。当偏压较小时，只能形成非相干的Y结屏蔽灰孤子，对应最低阶的孤子，当外偏压增加时，非相干光束趋于分裂为偶数序列的非相干屏蔽灰孤子；如果给定入射光束灰度，增加外偏压和入射光束宽度也可以产生偶数序列非相干屏蔽灰孤子；或者给定入射光束宽度，通过增加外偏压并减小光束灰度仍可以产生那样的偶数序列非相干灰屏蔽孤子。非相干屏蔽灰孤子的相干长度在孤子区域变大，孤子最小强度越小，相干长度越大，而远离孤子区域趋于恒定不变。3.相干暗光伏孤子利用光束传播法研究在非线性光折变光伏介质中形成的开环暗光伏孤子分裂。数值模拟结果表明，根据初始条件不同，在均匀光束中心形成的暗纹能在光折变光伏非线性材料中分裂为奇数或偶数序列的暗光伏孤子。对于一个给定的物理系统，多模暗光伏孤子的形成与初始条件和入射光束强度半高宽有关。一方面，奇初始位相光束总是趋于分裂为奇数序列暗光伏孤子，偶初始位相光束趋于分裂为偶数序列暗光伏孤子；另一方面，当入射宽度较小时，只能形成一个基本孤子或Y结孤子对，随着入射宽度的增加，入射暗光束可以分裂为多暗光伏孤子，入射暗纹宽度越大，形成的孤子数目越多，当有更多孤子产生时，相邻孤子间隔变小，远离中心的孤子可见度下降。4.非相干屏蔽光伏孤子利用相干密度法研究非相干屏蔽光伏暗孤子和灰孤子在有偏压的光折变光伏晶体内的传输特性及空间相干性，数值模拟结果表明可以在偏压光折变晶体内形成非相干屏蔽光伏暗孤子和灰孤子。非相干屏蔽光伏暗孤子的形成依赖初始入射条件和入射暗纹宽度。在奇或偶初始条件下，通过增加入射暗纹宽度可以在晶体内形成奇、偶数序列的非相干屏蔽光伏孤子，入射暗纹宽度越大，形成孤子数目越多；当形成多孤子分裂时，相邻孤子之间的间隔越小，远离中心的孤子对可见度下降。对于给定物理系统和确定的孤子分裂数，入射暗纹宽度越大，相邻孤子间隔越小。非相干屏蔽光伏灰孤子的形成依赖非相干光束灰度和入射暗纹宽度。在偶初始条件下，如果入射的非相干光束的灰度或者入射光束的强度半高宽较小时，只能形成一个Y分裂，而如果非相干光束的强度半高宽或光束灰度增大时可以在晶体内形成偶数序列的非相干灰屏蔽光伏孤子。通过对非相干灰屏蔽光伏孤子的相干长度研究发现，非相干孤子的相干长度在孤子区域及附近变化剧烈，特别是中心孤子对，在暗槽内部相干长度增加，而在中心处相干长度急速下降，而相干长度在远离中心的孤子区域是增加的，孤子的强度越小，相干长度越大。此外，通过研究在有偏压光折变光伏晶体中的非相干屏蔽光伏孤子特性，发现当晶体内的光伏效应可以忽略时，非相干屏蔽光伏孤子的物理系统就转变为非相干屏蔽孤子的物理系统，非相干屏蔽光伏孤子变为非相干屏蔽孤子；而如果去掉外偏压，此时非相干屏蔽光伏孤子的物理系统变为非相干光伏孤子分裂的物理系统，非相干屏蔽光伏孤子变为非相干光伏孤子。
杜艳伟[10]（2011）在《空间光孤子在非局域介质中的传输与控制》文中研究说明空间光孤子是由于衍射与非线性效应达到平衡引起的在传输过程中波形不变的光束。由于具有许多类似于粒子的性质,空间光孤子在全光信息处理以及全光路由等方面存在着潜在应用。非局域空间光孤子由于众多奇异的性质,成为近年来孤子领域中备受关注的研究热点之一。与局域介质不同,非局域介质中每一点的非线性折射率响应不仅与该点位置处的光强有关,而且与该点附近区域内的所有点的光强有关。非局域介质展现出许多有利于空间光孤子形成、稳定以及传输的特性。因而与局域空间孤子相比,非局域空间光孤子在孤子控制上具有更高的灵活性。本论文主要探讨新的非局域空间光孤子的传输动力学行为及其用作光控手段的可行性。基于描述竞争非局域自聚焦和自散焦Kerr介质的唯象模型,详细研究了具有不同非局域长度的竞争非局域Kerr介质中基本孤子以及偶极孤子的特点。研究发现两非线性分量的非局域长度失配不仅影响偶极孤子的存在及稳定性质,并且有可能导致同相位孤子之间的相互作用由相互吸引变为相互排斥。存在一种具有同相位极的复合孤子,可以作为这种相互作用转变的临界状态。基于Mihalache模型,利用数值方法研究了竞争非局域C-Q介质中暗型孤子（暗孤子和暗型亮孤子）的传输特性。研究发现非局域效应强烈的影响暗型孤子的波形,最大速度和稳定性质,并且允许稳定的高阶孤子束缚态的形成。暗型孤子的稳定性严格遵循稳定性法则。在一定参数范围内,非局域效应可能导致暗型孤子存在区间的大幅衰减或者对暗型孤子产生明显的失稳作用。研究还发现束缚态的碰撞可以展现出丰富的景象。鉴于非局域热非线性介质仅能稳定阶数不超过二的高阶表面孤子的特点,提出并分析了稳定高阶表面孤子的三种可行方式:向量耦合稳定方式,线性折射率斜面稳定方式以及缺陷稳定方式。在合适的参数范围内,三种方式均能达到对任意阶表面孤子的稳定。研究了具有弱非局域性的无偏压中心对称光折变晶体格子孤子的特性,并且考虑了缺陷对孤子性质的影响。研究发现,在均匀光学格子中,孤子仅能存在于布洛赫带的有限宽带隙之中,并且仅能存在于一定的非线性饱和系数范围之内。而缺陷能够大幅度的影响孤子的存在和稳定性质:不论是正缺陷还是负缺陷,只要是从缺陷模处激发,孤子会表现出增强的稳定性,并且存在性不再受饱和系数的限制。反过来,当从带隙边缘激发时,缺陷对孤子表现出强烈的失稳作用,同时孤子的存在区间大幅缩减。研究了内嵌于自散焦非局域Kerr介质中具有大尺度低折射率缺陷的光学格子中畴孤子以及复合畴孤子的特性,并分析了格子用作布拉格耦合器的特点。研究表明:非局域效应对畴孤子的存在区间影响较弱,但能大幅度的改变复合畴孤子的存在区间。在局域介质中稳定的高阶畴孤子,在非局域介质中有可能变的非常不稳定。相应的布拉格耦合器具有多模的特点,除了能够获得全光交换功能,还能够得到良好的基于非局域控制的光交换性质。探讨了基于非局域孤子相互作用形成的X结及耦合器对弱信号光的调控作用。研究结果显示反相位亮孤子以及暗孤子能够制作较为理想的非局域孤子X结。非局域效应会对孤子X结的分光性能产生重大影响:对于亮孤子情况,非局域效应导致信号光透射能力的提高;对于暗孤子情况,非局域效应导致信号光透射能力的降低,但降低程度与非局域长度不是单调关系。提出利用适当选择信号光波长来大幅增加X结的分光调控区间。另外,两个平行传播的反相位亮孤子能够形成可控的非局域孤子光耦合器。
二、平行传输自陷光束的相互作用特性（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、平行传输自陷光束的相互作用特性（论文提纲范文）
（1）全无机钙钛矿纳米材料的光电性质及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 钙钛矿材料研究概述 |
| 1.2 钙钛矿纳米材料光电性质研究现状 |
| 1.3 钙钛矿纳米材料目前存在的科学问题 |
| 1.4 本论文研究的目的和主要研究内容 |
| 第2章 钙钛矿纳米材料激子复合发光研究 |
| 2.1 钙钛矿纳米材料合成方法概述 |
| 2.2 溶液法制备钙钛矿纳米晶体 |
| 2.2.1 热注入法和室温过饱和重结晶法 |
| 2.2.2 钙钛矿纳米材料形貌调控 |
| 2.3 钙钛矿CsPbBr_3纳米晶体表征及发光性质研究 |
| 2.3.1 钙钛矿CsPbBr_3的晶体结构 |
| 2.3.2 钙钛矿CsPbBr_3纳米晶体的表征设备 |
| 2.3.3 钙钛矿CsPbBr_3纳米晶体晶体结构表征结果 |
| 2.3.4 钙钛矿CsPbBr_3纳米晶体的低温荧光研究 |
| 2.4 钙钛矿CsPbBr_3纳米晶体样品荧光寿命分析 |
| 2.4.1 荧光寿命的指数函数拟合 |
| 2.4.2 单激子、双激子和带电激子 |
| 2.4.3 激子的直接复合与间接复合 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 钙钛矿纳米材料载流子复合发光研究 |
| 3.1 ABX_3型钙钛矿的离子工程 |
| 3.1.1 A/B/X位离子工程的特点 |
| 3.1.2 溶液合成法制备样品 |
| 3.1.3 样品的荧光光谱 |
| 3.2 载流子复合发光研究 |
| 3.2.1 CsPbBr_3、Cs_4PbBr_6和CsPb_2Br_5样品的表征 |
| 3.2.2 CsPbBr_3、Cs_4PbBr_6和CsPb_2Br_5的光谱分析 |
| 3.2.3 Cs_4PbBr_6中载流子通过电荷转移态的复合发光 |
| 3.2.4 CsPb_2Br_5中载流子通过自陷态的复合发光研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 钙钛矿纳米材料的“热声子”瓶颈效应研究 |
| 4.1 光致发光的基本物理过程 |
| 4.2 钙钛矿CsPbBr_3纳米晶体的低温荧光光谱研究 |
| 4.2.1 钙钛矿CsPbBr_3纳米晶体的基本表征 |
| 4.2.2 单光子连续光激发下的低温稳态荧光光谱研究 |
| 4.2.3 单光子脉冲激光激发下的低温荧光光谱 |
| 4.2.4 双光子脉冲激光激发下的低温荧光光谱 |
| 4.3 钙钛矿CsPbBr_3纳米晶体的低温荧光光谱分析 |
| 4.3.1 温度依赖荧光光谱中心波长分析 |
| 4.3.2 再吸收和带边/非带边发射对低温荧光光谱中心波长的影响 |
| 4.3.3 温度依赖荧光光谱FWHM分析 |
| 4.3.4 温度依赖荧光积分强度分析 |
| 4.3.5 荧光光谱法拟合载流子温度 |
| 4.4 “热声子”瓶颈效应与载流子-声子耦合 |
| 4.5 载流子弛豫与纵光学声子的关系研究 |
| 4.5.1 纵光学声子的能量 |
| 4.5.2 纵光学声子的退化 |
| 4.5.3 纵光学声子的散射 |
| 4.5.4 “热声子”瓶颈效应对样品荧光积分强度的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 钙钛矿纳米材料的太赫兹辐射研究 |
| 5.1 基于飞秒激光技术的太赫兹辐射研究概述 |
| 5.1.1 基于飞秒激光技术产生太赫兹辐射的物理机制 |
| 5.1.2 钙钛矿材料产生太赫兹辐射的物理机制 |
| 5.2 钙钛矿纳米晶体的太赫兹吸收光谱 |
| 5.2.1 钙钛矿CsPbBr_3纳米材料的基本表征 |
| 5.2.2 钙钛矿CsPbBr_3纳米材料的太赫兹吸收光谱 |
| 5.2.3 钙钛矿CsPbBr_3纳米材料的时间分辨太赫兹光谱研究 |
| 5.3 钙钛矿CsPbBr_3纳米晶体的太赫兹发射光谱研究 |
| 5.3.1 不同衬底上的太赫兹辐射 |
| 5.3.2 不同泵浦光入射角对太赫兹辐射的影响 |
| 5.3.3 不同激发波长对太赫兹辐射的影响 |
| 5.4 本章结论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）(2+1)维非局域空间光孤子的传输及相互作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 空间光孤子的研究背景 |
| 1.1.1 孤子的研究历史 |
| 1.1.2 空间光孤子的分类 |
| 1.2 (2+1)维空间光孤子的研究与发展 |
| 1.2.1 竞争型非线性下的光孤子 |
| 1.2.2 饱和型非线性下的光孤子 |
| 1.2.3 非局域非线性下的光孤子 |
| 1.3 介质的线性调制与光孤子特性之关系的研究 |
| 1.3.1 实数线性势的周期调制 |
| 1.3.2 复数线性势的PT对称调制 |
| 1.4 非局域光孤子相互作用及其应用 |
| 1.4.1 光孤子相互作用动力学研究 |
| 1.4.2 基于空间光孤子的全光开关 |
| 1.5 本文课题的提出、意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 本课题的提出及意义 |
| 1.5.2 本文的主要研究内容 |
| 第二章 理论模型及研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 非局域NLS方程 |
| 2.2.1 非线性折射率的物理本质 |
| 2.2.2 无量纲非局域NLS方程的推导 |
| 2.3 非局域NLS方程的数值求解 |
| 2.4 孤子的线性稳定性分析 |
| 2.5 空间光孤子的传输仿真方法 |
| 2.6 本章小节 |
| 第三章 PT对称三五次竞争型非线性光学格子中的标量孤子 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型 |
| 3.3 数值计算结果 |
| 3.3.1 局域基本孤子 |
| 3.3.2 局域涡旋孤子 |
| 3.3.3 非局域孤子 |
| 3.4 本章小节 |
| 第四章 PT对称非局域非线性光学格子中的矢量孤子 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型 |
| 4.3 数值仿真结果 |
| 4.3.1 (2+1)维矢量孤子的“拍”现象 |
| 4.3.2 对“拍”模式的分析 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 具有高斯势垒/阱的非局域非线性介质中的矢量孤子 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论模型 |
| 5.3 数值仿真结果 |
| 5.3.1 均匀大块介质中的(2+1)维矢量孤子 |
| 5.3.2 高斯势垒抑制异相位孤子的自发分离 |
| 5.3.3 高斯势阱抑制同相位孤子的自发融合 |
| 5.4 本章小节 |
| 第六章 非局域非线性大块介质中的空间光孤子及其非对称传输、逻辑门设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 理论模型 |
| 6.3 数值仿真结果 |
| 6.3.1 非对称传输研究 |
| 6.3.2 全光逻辑门设计 |
| 6.4 本章小节 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（3）向列相液晶中的光束调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 液晶概述 |
| 1.1.1 液晶的分类 |
| 1.1.2 液晶的特性 |
| 1.2 向列相液晶显示器概述 |
| 1.3 基于液晶材料的光束调控器件的概述 |
| 1.3.1 基于液晶材料的光束调控器件 |
| 1.3.2 基于液晶材料的光束调控器件的发展 |
| 1.4 向列相液晶中空间光孤子概述 |
| 1.4.1 空间光孤子 |
| 1.4.2 向列相液晶中空间光孤子研究背景 |
| 1.5 论文的主要内容 |
| 第2章 向列相液晶中的光束传输理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 液晶分子指向矢 |
| 2.2.1 液晶基于连续体弹性理论的自由能表达式 |
| 2.2.2 液晶分子指向矢方程推导 |
| 2.2.3 牛顿—雅戈比迭代算法求解液晶分子指向矢方程 |
| 2.3 非线性薛定谔方程得建立 |
| 2.4 非线性薛定谔方程的数值解法 |
| 2.4.1 分步傅里叶方法 |
| 2.4.2 牛顿迭代法 |
| 2.4.3 平方算子迭代法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于液晶显示器的温度传感器及光控装置 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 琼斯矩阵 |
| 3.3 光波的偏振态 |
| 3.3.1 线偏振光 |
| 3.3.2 圆偏振光 |
| 3.3.3 椭圆偏振光 |
| 3.3.4 两个相互平行光矢量的叠加 |
| 3.3.5 两束振动方向互相垂直的光束的叠加偏振光 |
| 3.4 液晶显示器结构及光束传输原理 |
| 3.4.1 液晶显示器中光传输的矩阵表示 |
| 3.4.2 液晶显示器中光传输的矩阵表示 |
| 3.4.3 液晶显示器中光传输的矩阵表示 |
| 3.4.4 温度对液晶显示器伏安特性的影响 |
| 3.4.5 基于液晶显示器的温度传感器 |
| 3.4.6 基于液晶显示器的光控光装置 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 向列相液晶中强光的传输 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型与分析方案 |
| 4.3 数值分析 |
| 4.3.1 静态孤子 |
| 4.3.2 偶极孤子 |
| 4.3.3 反位相亮孤子间的相互作用 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）Parity-Time对称非局域非线性系统中的复杂空间光孤子动力学（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 孤子及光孤子 |
| 1.1.1 孤子的历史 |
| 1.1.2 光孤子分类 |
| 1.2 空间光孤子的历史及分类 |
| 1.2.1 空间光孤子的历史 |
| 1.2.2 空间光孤子的分类 |
| 1.3 空间光孤子的非局域性 |
| 1.3.1 非局域非线性的概念 |
| 1.3.2 不同非线性材料中的非局域 |
| 1.3.3 非局域非线性光孤子研究进展及特性 |
| 1.4 耗散光孤子与PT对称结构 |
| 1.4.1 耗散光孤子 |
| 1.4.2 PT对称结构 |
| 1.4.3 PT结构在光学系统中的实现 |
| 1.4.4 PT对称结构在空间光孤子中的应用及发展 |
| 1.5 课题的提出、研究方法和主要内容 |
| 1.5.1 课题的提出 |
| 1.5.2 研究方法 |
| 1.5.3 主要研究内容和章节安排: |
| 第二章 空间光孤子的理论模型和研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 .具有PT对称势函数的非局域非线性薛定谔方程 |
| 2.2.1 二维非线性薛定谔方程的推导 |
| 2.2.2 PT对称非局域非线性薛定谔方程 |
| 2.3 光学格子能带结构的求解 |
| 2.4 孤子解的求解 |
| 2.4.1 求解孤子解的数学方法 |
| 2.4.2 平方算子法(SOM) |
| 2.4.3 改进的平方算子法(MSOM) |
| 2.5 对称分布傅里叶法模拟空间光孤子的传输特性 |
| 2.6 空间光孤子线性稳定性分析方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 非局域PT对称光学格子中多峰光孤子稳定性及内部相互作用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型 |
| 3.3 数值分析 |
| 3.3.1 异相位偶极光孤子 |
| 3.3.2 同相位偶极光孤子 |
| 3.4 多峰光孤子 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 PT对称非局域非线性三角格子多峰光孤子和涡旋光孤子动力学研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型 |
| 4.3 数值分析 |
| 4.3.1 偶极光孤子 |
| 4.3.2 六峰光孤子 |
| 4.3.3 涡旋光孤子 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 自散焦克尔介质和部分PT对称光学结构中的偶极光孤子 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论模型 |
| 5.3 数值模拟 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（5）外场下液晶扭转运动过程中的扭结孤子及呼吸子（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 液晶的物性 |
| 1.1.1 液晶的发现及分类 |
| 1.1.2 液晶的物理特性 |
| 1.2 液晶中的孤子 |
| 1.2.1 孤子的特性 |
| 1.2.2 液晶中的空间光孤子 |
| 1.2.3 液晶中的其它孤子 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 电控向列相液晶分子扭转过程中的扭结孤子及呼吸子 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电控向列相液晶分子扭转运动方程 |
| 2.3 电控向列相液晶分子扭转运动方程的解 |
| 2.3.1 双扭结孤子解 |
| 2.3.2 呼吸子解 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电磁同控向列相液晶分子扭转过程中的扭结孤子 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电磁同控一般向列相液晶分子扭转运动中的孤子 |
| 3.3 电磁同控强极性向列相液晶分子扭转运动中的孤子 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 磁控磁性液晶分子扭转过程中的扭结孤子与呼吸子 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磁控磁性液晶分子扭转运动方程 |
| 4.3 磁控磁性液晶分子扭转运动方程的解 |
| 4.3.1 双扭结孤子解 |
| 4.3.2 呼吸子解 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 连续介质模型下液晶扭转过程中的孤子 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 连续介质模型下磁性液晶磁控扭转过程中的孤子 |
| 5.3 连续介质模型下向列相液晶电控扭转过程中的孤子 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）分数薛定谔方程下光束传输及其相互作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 孤子光束 |
| 1.2.1 孤子的历史来源和发展过程 |
| 1.2.2 光孤子分类以及形成机理 |
| 1.2.3 孤子相互作用的国内外进展 |
| 1.3 艾里光束 |
| 1.3.1 艾里光束的来源 |
| 1.3.2 艾里光束的特性 |
| 1.3.3 艾里光束的产生方式 |
| 1.3.4 艾里光束相互作用的国内外进展 |
| 1.4 超高斯光束 |
| 1.4.1 超高斯光束的来源 |
| 1.4.2 超高斯光束的国内外进展及应用 |
| 1.5 分数薛定谔方程的来源和发展 |
| 1.6 本论文的选题研究意义及结构安排 |
| 第2章 传输模型的基本理论 |
| 2.1 光场中的光束空间传输理论 |
| 2.2 解析方法 |
| 2.3 数值方法 |
| 第3章 分数薛定谔方程中的孤子光束相互作用传输 |
| 3.1 初始相对间隔对两孤子相互作用影响 |
| 3.2 初始相位差参量对两孤子相互作用影响 |
| 3.3 初始相对振幅参量对两孤子相互作用影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 分数薛定谔方程中的艾里光束相互作用传输 |
| 4.1 初始间隔对两艾里相互作用影响 |
| 4.2 初始振幅参量对两艾里相互作用影响 |
| 4.3 初始相位差参量对两艾里相互作用影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 分数薛定谔方程中超高斯光束的传输 |
| 5.1 线性传输 |
| 5.2 非线性传输 |
| 5.3 物理解析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（7）艾里光束及其衍生光束传播特性和相互作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 艾里光束的产生及其应用 |
| 1.2.2 艾里光束在介质中的传播特性及相互作用 |
| 1.2.3 艾里光束衍生光束的相关研究 |
| 1.3 论文的主要结构安排 |
| 第二章 艾里光束的产生及传播特性 |
| 2.1 艾里光束的相关理论研究 |
| 2.1.1 有限能量条件下艾里光束的电场包络 |
| 2.1.2 理想艾里光束的传播特性 |
| 2.1.3 有限能量条件下艾里光束的传播特性 |
| 2.2 艾里光束的实验产生 |
| 2.3 艾里光束传播特性的实验研究 |
| 2.3.1 艾里光束无衍射特性的实验研究 |
| 2.3.2 艾里光束横向自加速特性的实验研究 |
| 2.3.3 艾里光束自愈合特性的实验研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 液晶空间光调制器相位调制特性的测量和校准 |
| 3.1 液晶空间光调制器的工作原理 |
| 3.2 常用液晶空间光调制器相位调制特性测量方法 |
| 3.3 一种基于Twyman-Green测量相位调制特性的改进新方法 |
| 3.4 通用型液晶空间光调制器相位调制特性的实验测量 |
| 3.5 液晶空间光调制器相位调制特性的校准和补偿 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 准艾里光束的产生及其传播特性研究 |
| 4.1 准艾里光束的相关理论 |
| 4.2 准艾里光束的仿真计算 |
| 4.2.1 准艾里光束的初始电场包络 |
| 4.2.2 准艾里光束的传播轨迹 |
| 4.3 准艾里光束的实验产生 |
| 4.4 具有涡旋相位的准艾里光束的反常传播特性研究 |
| 4.4.1 相关理论及仿真计算 |
| 4.4.2 含有涡旋相位的准艾里光束的实验产生及其传播特性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 艾里光束在介质中的传播特性研究 |
| 5.1 艾里光束在梯度折射率介质中的传播 |
| 5.2 艾里光束在Kerr介质中的传播 |
| 5.2.1 不同初始振幅对于艾里光束传播特性的影响 |
| 5.2.2 不同非线性折射率系数对于艾里光束传播特性的影响 |
| 5.2.3 不同分布因子对于艾里光束传播特性的影响 |
| 5.3 艾里光束在非线性非局域介质中的传播 |
| 5.3.1 不同初始振幅对于艾里光束传播特性的影响 |
| 5.3.2 具有不同非线性非局域系数的介质对于艾里光束传播特性的影响 |
| 5.3.3 具有不同分布因子的艾里光束在非线性非局域介质中的传播特性 |
| 5.4 艾里光束在大气湍流中的传播 |
| 5.4.1 艾里光束在大气湍流中传播的闪烁特性 |
| 5.4.2 艾里光束在大气湍流传播中的质心漂移 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 双束艾里光束及艾里-高斯光束在非线性介质中的相互作用 |
| 6.1 非线性Kerr介质 |
| 6.1.1 双束艾里光束在非线性Kerr介质中的相互作用 |
| 6.1.2 双束艾里-高斯光束在非线性Kerr介质中的相互作用 |
| 6.2 非线性非局域介质 |
| 6.2.1 双束艾里光束在非线性非局域介质中的相互作用 |
| 6.2.2 双束艾里-高斯光束在非线性非局域介质中的相互作用 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要研究工作 |
| 7.2 论文的主要创新点 |
| 7.3 论文存在的不足和进一步研究方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（8）时空整形飞秒激光高效率加工微通道的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 加工背景 |
| 1.1.2 飞秒激光微纳加工的特点及优势 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 传统高斯光束加工 |
| 1.2.2 后表面水辅助加工 |
| 1.2.3 激光改性辅助化学刻蚀加工 |
| 1.2.4 贝塞尔光束加工 |
| 1.3 本论文的研究目的及意义 |
| 1.3.1 研究的目的及意义 |
| 1.3.2 目前存在的问题及挑战 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第2章 飞秒激光时空整形技术原理及光路搭建 |
| 2.1 飞秒时空整形技术基本原理 |
| 2.1.1 飞秒激光时间整形技术 |
| 2.1.2 飞秒激光空间整形技术 |
| 2.2 飞秒激光时空整形实验加工系统搭建 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 贝塞尔光束直写加工透明材料 |
| 3.1 单脉冲贝塞尔光束直写加工PMMA |
| 3.2 双脉冲贝塞尔光束直写加工玻璃 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 双脉冲贝塞尔光束辅助化学刻蚀石英玻璃 |
| 4.1 激光参数变化对刻蚀的影响 |
| 4.1.1 脉冲个数变化对刻蚀的影响 |
| 4.1.2 脉冲延时变化对刻蚀的影响 |
| 4.1.3 聚焦位置变化对刻蚀的影响 |
| 4.2 利用HF酸刻蚀熔融石英的基本原理 |
| 4.3 双脉冲贝塞尔光束刻蚀增强的理论解释 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（9）光折变空间暗孤子分裂的理论和实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光孤子 |
| 1.3 光折变空间孤子 |
| 1.3.1 光折变空间孤子分类 |
| 1.3.2 光折变空间孤子的国内外发展现状 |
| 1.3.3 光折变空间孤子与克尔孤子比较 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 空间非相干暗光伏孤子的实验研究 |
| 2.1 部分相干光孤子的形成机理 |
| 2.2 偶数序列部分相干暗光伏孤子 |
| 2.2.1 实验装置 |
| 2.2.2 偶数序列暗光伏孤子的形成 |
| 2.2.3 相干度对孤子分裂的影响 |
| 2.2.4 实验结果讨论 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 非相干屏蔽灰孤子 |
| 3.1 非相干孤子理论简单介绍 |
| 3.2 相干密度法理论模型 |
| 3.3 非相干屏蔽灰孤子演化和相干特性分析 |
| 3.3.1 偏压对孤子特性的影响 |
| 3.3.2 光束灰度对孤子特性的影响 |
| 3.3.3 入射宽度对孤子特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 相干暗光伏孤子分裂 |
| 4.1 光伏孤子的发展现状 |
| 4.2 时间相关暗光伏孤子理论 |
| 4.2.1 光折变效应动力学方程 |
| 4.2.2 时间相关的空间电荷场 |
| 4.2.3 与时间相关的孤子演化方程 |
| 4.3 时间相关的暗光伏孤子演化特性 |
| 4.3.1 光束传播法 |
| 4.3.2 稳态暗光伏孤子 |
| 4.3.3 准稳态暗光伏孤子 |
| 4.3.4 结果与讨论 |
| 4.4 与时间无关的稳态暗光伏孤子理论模型 |
| 4.4.1 空间电荷场 |
| 4.4.2 开路光伏孤子的演化方程 |
| 4.5 稳态暗光伏孤子演化 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 非相干暗屏蔽光伏孤子 |
| 5.1 基础理论 |
| 5.2 数值模拟 |
| 5.2.1 奇数序列非相干屏蔽光伏孤子 |
| 5.2.2 偶数序列非相干屏蔽光伏孤子 |
| 5.2.3 非相干屏蔽光伏孤子特性 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 非相干屏蔽光伏灰孤子分裂 |
| 6.1 理论基础 |
| 6.2 数值模拟 |
| 6.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表论文 |
| 致谢 |
（10）空间光孤子在非局域介质中的传输与控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 历史简介 |
| 1.2 空间光孤子概述 |
| 1.2.1 典型的空间光孤子 |
| 1.2.2 孤子之间的相互作用 |
| 1.2.3 光学格子 |
| 1.3 非局域空间光孤子 |
| 1.4 本论文研究内容和意义 |
| 第2章 竞争非局域介质中的空间光孤子 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 竞争非局域Kerr介质中的亮孤子 |
| 2.2.1 引言 |
| 2.2.2 物理模型和变分分析 |
| 2.2.3 亮孤子解和稳定性分析 |
| 2.2.4 同相位孤子相互作用 |
| 2.3 竞争非局域CQ介质中的暗型孤子 |
| 2.3.1 引言 |
| 2.3.2 物理模型以及调制不稳定性 |
| 2.3.3 暗型孤子解和稳定性分析 |
| 2.3.4 束缚态和孤子碰撞 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 非局域热介质中高阶表面孤子的稳定 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热介质中光束传输模型 |
| 3.3 数值结果以及讨论 |
| 3.3.1 向量耦合稳定方式 |
| 3.3.2 线性折射率斜面稳定方式 |
| 3.3.3 缺陷稳定方式 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 缺陷孤子在非局域光学格子中的传输特性 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 中心对称光折变晶体中的格子孤子 |
| 4.2.1 引言 |
| 4.2.2 物理模型和线性布洛赫带 |
| 4.2.3 孤子解和稳定性分析 |
| 4.3 大尺度低折射率缺陷非局域光学格子 |
| 4.3.1 引言 |
| 4.3.2 物理模型和布洛赫带隙结构 |
| 4.3.3 畴孤子解和稳定性分析 |
| 4.3.4 非局域布拉格型耦合器 |
| 4.4 奇偶时间对称复光学格子简介 |
| 4.4.1 引言 |
| 4.4.2 物理模型和布洛赫带隙结构 |
| 4.4.3 稳态孤子解 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于非局域孤子的光束控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 物理模型和局域孤子器件 |
| 5.3 非局域空间孤子X结 |
| 5.3.1 非局域孤子碰撞 |
| 5.3.2 X结的分光性质 |
| 5.4 非局域空间孤子光耦合器 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、平行传输自陷光束的相互作用特性（论文参考文献）
- [1]全无机钙钛矿纳米材料的光电性质及机理研究[D]. 时华峰. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [2](2+1)维非局域空间光孤子的传输及相互作用研究[D]. 翁远航. 华南理工大学, 2020(01)
- [3]向列相液晶中的光束调控研究[D]. 陈明. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [4]Parity-Time对称非局域非线性系统中的复杂空间光孤子动力学[D]. 黄静. 华南理工大学, 2019(06)
- [5]外场下液晶扭转运动过程中的扭结孤子及呼吸子[D]. 李妍. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [6]分数薛定谔方程下光束传输及其相互作用研究[D]. 黎楚欣. 深圳大学, 2018(07)
- [7]艾里光束及其衍生光束传播特性和相互作用研究[D]. 吴云龙. 国防科技大学, 2018(02)
- [8]时空整形飞秒激光高效率加工微通道的实验研究[D]. 王智. 北京理工大学, 2017(07)
- [9]光折变空间暗孤子分裂的理论和实验研究[D]. 张玉虹. 中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所), 2011(05)
- [10]空间光孤子在非局域介质中的传输与控制[D]. 杜艳伟. 哈尔滨工业大学, 2011(04)