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弱光非线性光学是一个崭新的、激动人心的研究领域,通过弱光非线性光学的研究不仅能够揭示更多新的物理现象和规律,在弱光运作下的光子学器件更是孕育着极为广阔的市场和发展空间。现在,弱光非线性光学已成为光子学研究领域最重要的分支与研究热点之一,各种具有弱光非线性的材料已经广泛用于光存储、信息处理、信息传输等各个方面,本文既是在这样的背景下选择了若干具有代表性的弱光非线性光学材料进行了光子学新效应与新机制的探索。本研究分为五个部分:
第一章主要介绍了弱光非线性光学的概念及发展状况,并对近期在该领域与本论文研究内容相关的一些进展进行了简要总结。
第二章主要介绍了我们在铌酸锂晶体中进行的若干弱光非线性光学现象研究。在研究中我们发现了铌酸锂晶体的背向散射存在阈值效应,并利用这种阈值效应在晶体中写入了微区光栅。另外,我们还利用铌酸锂晶体光致空间电荷场的特性在铌酸锂晶体成功利用电泳和介电泳效应操纵金属及非金属微/纳颗粒,在晶体表面成功诱导了不同周期的金属微结构,同时在铌酸锂晶体表面操控银纳米微粒时发现了从介电泳向电泳效应的转变过程,为制作表面金属微结构提供了一种简单而又有效的方法。
第三章介绍了我们有关制备紫外光敏有机玻璃的原理及过程,及其光敏反应机制的研究。通过二波耦合实验测得了该材料的折射率变化等相关参数,而且得到了光致聚合非局域性引起的复光栅相移的物理过程,为其在弱光非线性领域的应用提供了研究基础。
第四章介绍了基于波耦合过程中位相耦合系数的色散效应实现光速控制的全新机制,以及我们在普洱茶水溶液中的实验工作。在实验中,我们利用Z扫描方法研究了普洱茶的非线性光学效应,在普洱茶水溶液中观察到了光速减慢到超光速的转换过程。我们的实验结果进一步证明了光波位相耦合系数色散效应导致光速变化机制的普适性。
第五章我们对本文的主要研究成果进行了总结,并对今后的工作设想进行做了简要阐述。