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《多信道非线性平面光波导的空间光弧子开关_王子华》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、光电子·激光第13卷第1期2002年1月JournalofOptoelectronics·LaserVol.13No.1Jan.2002多信道非线性平面光波导的空间光弧子开关12王子华,易斐章(1.上海大学通信学院,上海200072;2.桂林电子工业学院计算机分院,广西桂林541004)摘要:本文考虑在横向具有正弦形周期折射率调制的非线性平面光波导,它构成平行的多信道系统。分别用解析法和BPM数值方法探索在该系统中稳定传输的空间光弧子实现开关的可能性。研究结果表明:只要控制光点强度超过某一阈值,开关是可以发生的。关键词:空间光弧子;非线性光学;平面光波导;光开关中图分类号:TN
2、252文献标识码:A文章编号:1005-0086(2002)01-0023-04OpticallyControlledSwitchingforSpatialSolitonsinMultichannelPlanarWaveguideSystem12WANGZi-hua,YIFei-zhang(1.SchoolofCommunications,ShanghaiUniversity,Shanghai201800,China;2.ComputerCenter,GuilinInstituteofElectronicEngieering,Guilin541004,China)Abstrac
3、t:Weconsideramodelofanonlinearplanaropticalwaveguidewithasinusoidalmodulationoftherefractiveindexinthetransversedirection,whichgivesrisetoasystemofparalleltroughsthatcantrapsolitarybeams(spatialsolitons)stably.Thepossibilityofopticallycontrolledswitchingforspatialsolitonsinthismulti-channels
4、ystemhasbeeninvestigatedbyusingperturbationtheoryandBPMmethod.Resultsshowthattheswitchingispossible,providedthatthespot’sstrengthexceedsacertainthresholdvalue.Keywords:Spatialsoliton;Nonlinearoptics;Planaropticalwaveguides;Opticalswitching空间波束在横向平面y方向通过芯层和包层线性折1引言射率差加以约束,在x方向上通过折射率随光强变[6]空间光
5、弧子是自导引光波束,由于光的衍射引起化的自聚焦作用加以约束。文献[7]将非线性平面波束展宽被非线性介质的自聚焦作用所补偿,因此在波导在x方向加一周期性折射变化,以形成势垒对传输过程中其波束形状不变。空间光弧子已经在实验空间波束加以约束,用试探法以及变分法两种方法求上用克尔非线性平面波导或一维的非线性光纤阵列解非线性薛定格方程,得到了光弧子稳态解。说明在[1,2]来实现。两个空间光弧子在非线性平面光波导中这些势垒的“凹槽”中空间光弧子能够存在并进行稳[3,4]的相互作用也已经在实验中观察到,空间光弧子定传输。[5]开关也进行了初步的理论和实验研究,显示了在全本文进一步从理论上研究
6、这种周期性折射率变光开关器件方面有着巨大的潜在应用。全光开关在双化的非线性平面光波导中能稳定传输的空间光弧子信道及多信道光数据传输和信号处理系统中的重要开关,即空间光弧子从一个信道转换到邻近的空置信位置是不言而喻的。此外,非线性多信道系统作为相道的可能性。分别用解析方法(光弧子的微扰理论)和当简单的媒体可以实际观察到弧子现象,这对于弧子计算机数值模拟(波束传输方法即BPM方法)证实:的研究是很有意义的。在局部位置加上一个控制光点,只要其强度超过某一空间光弧子通常在平面光波导中才是稳定的,即阈值,空间光弧子开关是可以实现的。收稿日期:2001-05-28*基金项目:上海市教委科学
7、发展基金资助项目(217030)·24·光电子·激光2002年第13卷其中,k是传播常数;c为形式上的粒子速度;Y为z=2研究周期结构空间光弧子开关的微扰方法0时波束中心坐标。光弧子作为粒子的动量矩为∞克尔介质中要存在空间光弧子,光的衍射必须被*P=∫iuxudx(6)-∞限制在横向一维空间之内,如平面光波导结构。一般其中“*”号代表复数共轭。受到微扰的动量矩P具的非线性3层平面光波导,光沿z方向传输,在y方有速度c。弧子作为粒子的动能以及其有效质量为向由芯层与包层线性折射率差形成导行模,而
