垂直排列的向列相液晶中空間光孤子的研究.pdf

1、向列相液晶中的空間光孤子是指在向列相液晶材料中無衍射地向前傳播的光束。它的產(chǎn)生是由于液晶的重取向非線性引發(fā)的自聚焦效應與光束的線性衍射發(fā)散作用相互平衡。因為這種光孤子可以在毫瓦量級下形成，可以通過改變?nèi)肷涔獾钠駪B(tài)來控制，不需要施加很高的電壓，并且空間光孤子有著廣泛的潛在應用價值，它可以被應用于全光開關(guān)、光波導、新型激光諧振腔以及平行的信號傳輸?shù)阮I(lǐng)域。
　　本文對垂直排列的向列相液晶中的空間光孤子進行了系統(tǒng)的研究。首先總結(jié)了向列相

2、液晶中空間光孤子的國內(nèi)外研究進展。理論上從麥克斯韋方程組和液晶的彈性理論出發(fā)，介紹了垂直排列的向列相液晶中孤子演化方程的建立過程。制作出了符合本實驗要求的垂直取向液晶盒，獨立設(shè)計實驗光路，通過不斷摸索選擇合適的實驗參數(shù)終于在實驗中觀察到了空間光孤子。實驗中，使用非吸收型向列相液晶純E7，分別用He-Ne激光器、半導體固體泵浦激光器作為光源。入射光為單色線偏振光。在沒有外加電壓的條件下，在低功率光波入射的情況下觀察到了光束的自聚焦現(xiàn)象，以

3、及空間光孤子的形成。并觀察到了長度約為2.9mm，直徑約為70的孤子波。μm
　　最后探索了入射光的偏振方向、光功率、波長，以及液晶盒厚度這四個方面因素對向列相液晶中空間光孤子的產(chǎn)生和演變造成的影響。并對其相應的物理微觀機制進行了分析解釋。研究發(fā)現(xiàn)在毫瓦量級光功率下，向列相液晶中孤子產(chǎn)生的主要物理機制是液晶分子的重取向非線性。入射光的偏振方向是向列相液晶中空間光孤子產(chǎn)生的主要因素。當入射光偏振方向角為4060時會產(chǎn)生明顯的會聚，甚