导读:本文包含了磁光介质论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:全介质结构,PS纳米球,磁光材料,磁光器件
磁光介质论文文献综述
王会丽[1]（2019）在《基于PS纳米球的磁光全介质结构的制备》一文中研究指出本文利用聚苯乙烯(Polystyrene,PS)纳米球自组装技术,结合介质磁光材料,制备了叁种磁光全介质结构,分别为介质纳米柱阵列、叁角纳米点阵以及纳米孔阵列。在这些结构的制备过程中,逐渐摆脱了传统的微纳制造技术,如光刻、刻蚀等。制备方法快速、工艺过程简单、成本低。制备的磁光器件结构简单、加工容易、调控幅度较高,在光隔离器、磁光传感器等方面具有潜在的应用。(本文来源于《科技风》期刊2019年17期）
刘君阳[2]（2017）在《相干原子介质中光学怪波及其磁光控制研究》一文中研究指出怪波(rogue waves),最早出现在海洋中,由于其突然出现且振幅极大,对海面上的石油钻井平台和船只具有极强的破坏力,也被称为"海洋杀手"。近年来,对怪波的研究,早已不仅仅局限于海洋,更延伸到了等离子系统、光纤及谐振腔、玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensates)、以及金融等领域。其中,光学怪波(optical rogue waves)由于其广泛的应用而备受人们的关注。光学怪波最早由Solli等人在非线性光纤中观察到。他们利用离散傅里叶变换技术捕捉发生在时域中的高速事件,发现超连续发生谱中某些波长的光具有极高的振幅,通过与海洋怪波比较,他们认为这些具有极高振幅的光波就是"光学怪波"。光学怪波的产生在传统介质中非常困难,这是因为传统介质(例如光纤或者光学波导)的非线性效应非常微弱,因此需要很大的输入功率或很短的脉冲时间来提高输入光的强度,进而达到产生光学怪波所需的非线性效应。另一方面,尽管通过光与介质的共振机制可以显着的提高体系的非线性效应,但往往伴随着严重的共振吸收,导致光脉冲的严重衰减和畸变。电磁感应透明(electromagnetically induced transparency;EIT)技术的提出,为克服上述困难带来了转机。EIT机制是通过引入第二束控制光场,使原子介质对第一束探测光场的吸收得到抑制,其核心是通过引入控制光使相干原子对探测光的吸收通道之间发生相消干涉。本文提出利用EIT和非相干泵浦相结合,实现在相干原子介质中产生和传播Peregrine光学怪波,以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子的新机制,并研究外加梯度磁场下光学怪波和呼吸子的传播轨道如何发生偏转。特别地,通过设计梯度磁场可使光学怪波和呼吸子绕过障碍物,实现对这些光学非线性局域态的主动操控。近些年来,学者们对光学怪波的研究已经由单分量光场拓展到双分量光场(矢量光场)。本文提出利用双EIT机制实现矢量Peregrine光学怪波,以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子。我们还将研究EIT条件下高维矢量呼吸子不同偏振分量在梯度磁场中的偏折来类比原子的斯特恩—盖拉赫(Stern-Gelarch)效应。对比之前关于EIT条件下高维矢量光孤子的斯特恩—盖拉赫效应的工作,呼吸子的强度最大值远远大于孤子的强度最大值,因此更容易在实验中被测量。这项工作对于梯度磁场的精密测量非常有价值。本论文的研究工作主要集中在以下两个部分:一.叁能级A型冷原子EIT系统中的弱光Peregrine光学怪波,以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子及其主动操控研究。首先,利用光与物质相互作用的半经典理论,在电偶极近似、旋转波近似、和慢变包络近似下,推导光与原子相互作用系统的Maxwell-Bloch方程组。其次,在EIT条件下,利用多重尺度展开法对原子系统的Maxwell-Bloch方程进行逐级求解,推导出探测光包络在原子介质中的非线性传播方程(即非线性薛定谔方程),并得到非线性薛定谔方程的Peregrine怪波解以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子解。然后,将Peregrine怪波解以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子解作为初始条件进行数值演化,对产生功率进行估算,并比较有无非相干泵浦对形成光学怪波和呼吸子的影响。结果表明:(1)该系统可支持稳定传播的Peregrine光学怪波,以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子;(2)由于该系统的非线性效应得到共振增强,产生光学怪波和呼吸子所需的输入功率很低;(3)由于非相干泵浦可以进一步遏制原子系统的光学吸收,有非相干泵浦时光学怪波和呼吸子的传播会更加稳定。最后,发现在外加梯度磁场时,Kuznetsov-Ma呼吸子的传播轨迹呈现抛物线,甚至可以绕过障碍物。这对光信号的传输有着潜在的应用价值。二.五能级双EIT系统中的矢量Peregrine光学怪波,以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子及其与原子斯特恩一盖拉赫效应的类比研究。首先,使用第一部分的理论和方法推导光与原子相互作用系统的Maxwell-Bloch方程组,并进而在EIT条件下导出探测光包络在原子介质中的非线性传播方程(即耦合非线性薛定谔方程),得到耦合非线性薛定谔方程的矢量Peregrine怪波解以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子解。然后,将所得到的矢量怪波解以及呼吸子解作为初始条件进行数值演化,对其产生功率做出估算,发现产生矢量光学怪波和呼吸子所需的输入功率很低。此外,还研究了一对Peregrine光学怪波以及Kuznetsov-Ma呼吸子之间的相互作用,发现相互作用(吸引或排斥)决定于相对相位。最后,研究矢量Kuznetsov-Ma呼吸子不同偏振分量在梯度磁场下的偏折,以此类比原子的斯特恩一盖拉赫效应。结果表明,矢量呼吸子的不同偏振分量可以有不同的偏转角,这是因为两个分量的传播速度可以不同。因为呼吸子的强度峰值远大于背景波的强度峰值,其偏折角更容易在实验中被测量,有助于精确的估计梯度磁场的值。该体系在磁场的精密测量领域有潜在的应用价值。(本文来源于《华东师范大学》期刊2017-04-01）
付桂振[3]（2017）在《基于磁光介质的低功率激光强磁场作用特性研究》一文中研究指出随着激光核聚变、X射线激光等新兴学科的迅速发展,世界上很多学者开始研究激光的吸收机制、激光诱导等离子体、磁光成像等。然而,对于激光聚束性能的研究一般都停留在激光器的结构改进、辅助光学器件的构成等方面。目前很多新兴的激光技术领域,包括激光测量、激光制造、航空航天、船舶制造等,对于高聚束激光的要求已经异常迫切,激光聚束方法的研究将直接决定激光切割、激光焊接的精度,以及激光测量的应用范畴。本课题以国家自然科学基金为依托,提出了基于磁光介质的低功率激光强磁场作用特性研究,研究了强磁场对线偏振光偏振状态和低功率激光束传播特性的影响,分析了线偏振光旋转角,激光光斑重心坐标、光斑面积、功率受强磁场的影响。主要成果和结论如下:1)设计了磁光作用特性试验平台,包括激光器的位置调节,约束磁腔的磁场强度控制,激光传播特性参数测量传感器的集成。其中,创新性地设计了永磁约束磁腔,可有效调节内部磁感应强度。2)开发了磁光作用测控系统,实现了测量模块的软件控制、光斑重心坐标的实时采集与显示、光斑图像处理与面积计算、试验报告的自动生成、试验数据的存储等功能。3)在电磁、永磁偏振激光作用特性试验中,研究了电磁约束磁腔的通电电流、永磁约束磁腔的磁腔直径、磁光介质的几何参数,对线偏振光旋转角的影响。测得电磁场中旋转角的范围为0.2~25.5度,永磁场中旋转角的范围为13.6~142.6度。测得电磁约束磁腔磁感应强度的调节范围为0~0.1299T,永磁约束磁腔磁感应强度的调节范围为0.2277~0.8243T。4)在电磁、永磁聚束激光作用特性试验中,研究了电磁约束磁腔的通电电流、磁腔直径和永磁约束磁腔的磁腔直径、串联磁极组数对低功率激光束传播特性参数的影响。在电磁聚束激光作用特性试验中,磁场引起激光传播特性参数发生变化的规律性不明显,针对此结果进行了具体的分析,给出了可能的影响因素。在永磁聚束激光作用特性试验中,发现磁感应强度从0.4563T增加到0.8243T时,激光光斑面积发生了细微的减小,激光功率有了微弱的增强。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2017-01-01）
陈聿,刘垄,黄忠,屠林林,詹鹏[4]（2016）在《一维金属光栅嵌入磁性介质纳米结构下的横向磁光克尔效应的增强》一文中研究指出本文在一维金属光栅嵌入磁性介质的体系中实现了横向磁光克尔效应的增强.通过最优化金属光栅的嵌入深度来有效激发磁性介质中的波导模式与金属条带上的局域等离激元模式,从而使横向磁光克尔效应的响应得到巨大增强.本文提出了一种用于增强横向磁光克尔效应的新型等离激元微纳结构,这种结构可以应用于高性能磁光器件的设计.(本文来源于《物理学报》期刊2016年14期）
张奕雄[5]（2016）在《法拉弟磁光效应实验中介质色散特性测量方法的改进》一文中研究指出提出利用入射角、偏向角及折射率的函数关系,以多个非近零变化率点测量及其最小二乘法的非线性拟合得到较小不确定度的系列谱线的折射率,进而获得较高精度的色散特性关系。克服以最小偏向角方法测定时临界位置主观随机影响大的局限性。从而实现基于法拉弟磁光效应的电子荷质比的高精度测量。(本文来源于《大学物理实验》期刊2016年02期）
黄志芳[6]（2016）在《磁光颗粒介质的表面等离激元共振效应》一文中研究指出磁场或磁矩对光与物质的相互作用的影响,如对光的反射、折射、偏振面、相位等的影响,称为磁光效应。传统的磁光效应主要针对均匀介质,但是随着技术的发展,由磁光颗粒组成的光子晶体越来越受到人们关注,研究并发现各种结构的手征性边缘模。而磁光颗粒的局域表面等离激元共振(Localized Surface Plasmon Resonance,简称为LSPR)为二维光子晶体的手征性边缘模的生成提供了新的机制,基于此制成的单向波导具有磁可调性、对颗粒排列无序度的低敏感性等明显的优势,为光子晶体的应用开辟了新天地。本文第一章主要讲述了磁光效应、等离激元共振效应的发展和研究,以及磁光颗粒的表面等离激元共振效应。第二、叁章介绍了本文的研究工作和成果,主要内容如下:(1)依据米散射理论,对单个磁光颗粒的局域表面等离激元共振效应进行了详细的散射特征分析,得到柱状磁光颗粒发生LSPR效应的条件以及场特征。对比普通颗粒,LSPR条件发生了分裂,这种分裂不仅存在于?n阶与-n阶的共振峰之间,也存在于不同n阶的共振峰之间,并且与磁光Voigt系数相关。同时,颗粒的近场和远场同时发生共振,并且在近场区产生切向能流和能量环流。通过计算得出,颗粒尺寸的增大,会导致LSPR效应的变化,比如共振频率的移动,共振峰的展宽,高阶共振模的贡献,并解释了理论和实验的偏离。(2)基于上述单个磁光颗粒的LSPR效应,推广至由磁光颗粒组成的光子晶体,用人工畴壁代替常见的线缺陷,研究LSPR效应对磁光光子晶体的影响。此光子晶体由铁氧体圆柱周期排列而成的二维正方晶格。通过提出突破长波长近似的有效介质理论,理论推导了单向畴壁模形成的条件;在数值模拟部分,通过能带和穿透深度的计算、透射谱分析,进一步解释了实验中发现基于局域表面等离激元-手征性边缘模(Localized Surface Plasmon-Chiral Edge State,简称LSPR-CES)的高单向性、高横向局域度等特征,并说明了此边缘模还具有非常好的磁场可调性及对晶体结构无序度的低敏感性。据此,提出了两个基于LSPR-CES的单向畴壁波导模的应用设计:一是信号选择器。此选择器可实现不同信号从不同输出端口输出,也可使同一信号从不同端口输出。二是多通道分束器,由一个输入通道和叁个输出通道组成。通过改变磁光圆柱的磁化方向调控输出通道数量。亦可根据需要,改变中心空腔内的非磁光材料介质圆柱的大小和折射率调控各通道的功率流比值。(本文来源于《苏州大学》期刊2016-04-01）
陈志明[7]（2016）在《相干原子介质中弱光孤子的磁光控制研究》一文中研究指出自激光问世以来,人们对光与物质相互作用时产生的各种非线性光学效应进行了广泛而深入的探索。非线性光学的研究不仅具有重要的应用价值,而且成为非线性物理学领域的一个重要分支。传统的非线性光学是研究介质在强激光场作用下产生的非线性现象及其应用。近年来,由于电磁感应透明(electromagnetically induced transparency,简称EIT)效应的发现,弱光非线性光学新领域随之应运而生。基于EIT的弱光非线性光学研究不仅对于开拓非线性光学研究的新方向有重要意义,而且在原子分子光子的精密操控、精密光谱与精密测量、光与量子信息的处理与传输、光孤子通信技术等方面具有重要的应用前景。EIT现象是在光与叁能级原子共振相互作用的研究中首先发现的。其基本原理是通过引入外加控制激光场使原子的两个跃迁通道之间产生量子相消干涉效应,从而探测激光场的吸收谱在其中心频率附近产生一个透明窗口,由此可极大地抑制共振介质对探测激光场的吸收。EIT效应不仅可用来抑制光的吸收,而且可有效地改变介质的色散性质,从而实现光脉冲的超慢传播；利用EIT还可显着地增大体系的非线性光学效应,从而可用来实现弱光甚至单光子条件下的强非线性光学效应,等等。众所周知,在真空中光场与光场之间不存在相互作用,因而不可能在真空中实现光操控光。但光通过介质时会使介质产生极化,改变介质的折射率,从而对另一束光产生有效的相互作用。因此,光操控光(包括用一束光囚禁、光偏转、用一束光导引与控制另一束光等)可借助光学介质(包括主动和被动光学介质)作为中介来实现。但是,目前大多数光操控光的实现有若干不足之处。例如,在操控过程中需要很强的激光场；存在不可忽略的色散和衍射效应,使得光操控的效果不佳；不能实现光场的主动操控；等等。本学位论文的主要内容是共振相干原子介质中弱光孤子的磁光操控研究。一研究的主要思路是,在多能级原子体系中利用EIT产生的巨克尔非线性效应与衍射(色散)效应相互平衡形成弱光孤子；为了稳定和操控所得的光孤子,引入若干外加的磁场或光场作为磁光外势,由此实现高维弱光孤子的斯特恩-盖拉赫(Stern-Gerlach)偏转、信号光场的光孤子俘获与光场的轨迹操控、(3+1)-维光孤子和涡旋的存储与读取等效应。本文的主要研究结果包括以下叁个方面：1.研究了多能级原子系统中高维弱光孤子的Stern-Gerlach偏转效应。首先利用非线性波理论中的多重尺度微扰法,基于麦克斯韦-布洛赫(Maxwell-Bloch)方程导出了四脚架(quadric-pod)型原子体系中叁个探测光场所满足的(3+1)-维耦合非线性Schrodinger方程组。为了得到稳定的弱光孤子,在体系中引入了远失谐的斯塔克(Stark)光晶格场。研究发现,通过选择合适的系统参数可以实现叁个探测光脉冲的群速度相互匹配,并得到稳定的高维弱光孤子。其次,通过在体系中施加梯度磁场,实现了所得高维光孤子的Stern-Gerlach偏转；并计算了光孤子的轨迹偏转角度与外加磁场梯度大小的关系。结果表明,光孤子的轨迹偏转角度可达10-2弧度。最后,将高维弱光孤子的Stern-Gerlach偏转理论推广到更普遍的情况,即考虑了N-pod (N> 4)体系中N-1个高维弱光孤子的Stern-Gerlach偏转。本研究所得结果有望用于磁场的精密测量(设计光学磁力计等),从而在精密光谱与精密测量技术等方面具有潜在的应用价值。2.研究了叁角架(tri-pod)型原子系统中弱信号光场的光孤子俘获及其轨迹操控。首先考虑在原子系统中输入适当强度的探测光场和较弱的信号光场。基于Maxwell-Bloch方程,用多重尺度法导出探测光场和信号光场包络演化所遵循的非线性方程包络方程组。其次,详细研究了这些包络方程组的各种非线性局域解。研究发现,探测光场可产生足够强的非线性效应与衍射效应相互平衡,从而形成稳定传播的光孤子；信号光场依赖探测光场产生的交叉克尔非线性效应可形成空间局域的波包。通过选择合适的系统参数,可实现探测光场和信号光场的群速度匹配,增加两个光场之间的相互作用时间,从而增强体系的交叉克尔非线性效应。由此可实现弱信号光场的光孤子俘获,并使信号光场跟随探测光孤子一起以相同的传播速度稳定地传播。最后,为了进一步研究探测光场和信号光场的轨迹操控,在体系中引入了含时和不含时的梯度磁场。结果表明,引入梯度磁场后信号光场仍可被探测光孤子俘获。两个光场(即信号光场与探测光场)仍可束缚在一起以相同的运动轨迹在介质中稳定地传播。本研究成果在实现光学隐身和设计弱光水平的全光开关等方面具有一定的理论指导意义和潜在的应用价值。3.研究了A型叁能级原子系统中(3+1)-维光孤子和涡旋的形成及其存储与读取。首先,从体系的Maxwell-Bloch方程出发,通过多重尺度法导出了探测光场在叁能级原子中传播时所遵循的(3+1)-维非线性包络方程。其次,通过引入远失谐的Stark光场抑制探测光场的横向衍射,证明在体系中可形成稳定的(3+1)-维光孤子和涡旋。最后,通过适当地关闭与开启控制光场,证明在体系中可实现超慢(3+1)-维光孤子和涡旋的存储与读取。光孤子和涡旋的存储与读取的基本过程可描述如下。起先,在控制光场存在时形成光孤子和涡旋；其次,绝热地关闭控制光场,使探测光场的传播速度减小至零且其所负载的光信息转换为原子信息,实现光信息的存储；然后,绝热地开启控制光场,使探测光场加速并从原子介质中释放出来,从而使存储于介质中的原子信息重新转换为光信息,实现光信息的读取。本研究成果不仅可为光的操控提供新的理论思路,而且也可为实现光信息处理与传输等提供新颖有效的技术手段。本论文所得到的研究结果,不仅对于揭示光与多能级量子体系的共振非线性光学效应,发展弱光非线性光学理论和高维光孤子理论有较重要的理论价值,而且对于精密光谱与精密测量、光与量子信息的处理与传输、弱光水平下的光操控光器件(如全光开关)的设计等方面都具有一定的理论指导意义和潜在的应用价值。(本文来源于《华东师范大学》期刊2016-03-01）
刘肖,姜淳[8]（2015）在《电磁波在磁光介质磁畴壁的传播特性分析》一文中研究指出为了进一步研究电磁波在磁光介质中的传播。文中先从理论上分析了磁光介质磁畴壁处的单向模特性,然后通过基于时域有限差分法的软件模拟电磁波从一种磁光介质磁畴壁进入另一种磁光介质的磁畴壁的传输情况。发现外磁场的调控对电磁波在磁畴壁处的传播产生极大影响。(本文来源于《信息技术》期刊2015年12期）
杜林,林明晖,王士彬,孙才新[9]（2009）在《新型磁光介质——铁磁流体特性的研究》一文中研究指出分析表明现行几种磁光式光电电流互感器(MOCT)存在的问题均与所采用的磁光介质有关。针对现行磁光介质所存在的问题,笔者对新型磁光介质——铁磁流体的特性进行初步地研究。结果表明:铁磁流体在直流磁场作用下存在线性工作区域;而在工频交流磁场作用时,其响应并非是工频50 Hz信号输出,而是工频的两倍——100 Hz输出。分析表明:与块状玻璃磁光介质相比,铁磁流体所展示的法拉第磁光特性有较大差异。经初步推断,铁磁流体异样的磁光特性应与其在磁场作用下线状链的形成密切相关。(本文来源于《高压电器》期刊2009年03期）
王晶[10]（2009）在《蓝光超分辨磁光存储介质和性能的研究》一文中研究指出建立在磁光克尔效应基础上的磁光存储技术兼有磁存储和光存储的优点。蓝光技术和超分辨读出技术是提高磁光存储密度的两个重要手段,为了能进一步提高其存储密度,研究提出将两者的优势相结合,以期制备出具有更高存储密度的蓝光超分辨存储介质,这对于磁光存储技术的发展具有重要的意义。本工作采用直流磁控溅射法制备了Pt_3Co/TbFeCo和NdGdFeCo/TbFeCo交换耦合双层薄膜,利用表面磁光克尔效应(SMOKE)系统、振动样品磁强计(VSM)、Kerr谱仪等仪器测试了薄膜的磁及磁光性能,同时研究了双层薄膜的蓝光超分辨交换耦合性能。并对单层膜的制备工艺对性能的影响做了深入的研究。通过制备工艺的调整,得到了平面磁化的Pt_3Co与NdGdFeCo合金薄膜,垂直磁化的TbFeCo非晶合金薄膜。在80W、3.0Pa,基片温度300℃生长10nm条件下制备得到了Pt_3Co合金薄膜,其特性为:T_c=160℃,H_c=100Oe。在60W、0.8Pa室温下生长50nm条件下制备得到了Nd_(12)Gd_(23)(Fe_(75)Co_(25))_(65)非晶合金薄膜,其特性为:H_c=300Oe,θ_k=0.42°(λ=300nm),T_(comp)=90℃的。在60W、1.0Pa室温下生长50nm条件下制备得到了Tb_(20)(Fe_(85)Co_(15))_(80)非晶合金薄膜,其特性为:H_c =3500Oe, T_(comp)小于室温、T_c≈250℃的。各薄膜的性能表明,Pt_3Co和NdGdFeCo合金薄膜可以作为蓝光超分辨的读出层,TbFeCo合金薄膜为记录层介质。通过对耦合双层膜中各单层膜工艺的调整,首次在不间断真空的条件下制备了Pt_3Co/TbFeCo和NdGdFeCo/TbFeCo双层薄膜。Pt_3Co/Tb_(20)(Fe_(85)Co_(15))_(80)双层薄膜在160℃时读出层(Pt_3Co)磁化方向由平面变为垂直与记录层方向一致;当Nd_(12)Gd_(23)(Fe_(75)Co_(25))_(65)/Tb_(20) (Fe_(85)Co_(15))_(80)双层薄膜在温度为90℃时,读出层(Nd_(12)Gd_(23)(Fe_(75)Co_(25))_(65))磁化方向转变成与记录层方向一致。这两种耦合薄膜的读出层在室温时平面磁化对记录层起到了掩膜的作用,高温时均转变成垂直磁化实现信息由记录层到读出层地复制,实现了中心孔超分辨(CAD-MSR)读出效应。作为读出层的PtCo和NdGdFeCo合金薄膜在短波长时均有强克尔信号,因此,Pt_3Co/TbFeCo和NdGdFeCo/TbFeCo双层结构的耦合薄膜可以作为蓝光超分辨磁光存储介质。(本文来源于《上海师范大学》期刊2009-04-01）
磁光介质论文开题报告
（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：
怪波(rogue waves),最早出现在海洋中,由于其突然出现且振幅极大,对海面上的石油钻井平台和船只具有极强的破坏力,也被称为"海洋杀手"。近年来,对怪波的研究,早已不仅仅局限于海洋,更延伸到了等离子系统、光纤及谐振腔、玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensates)、以及金融等领域。其中,光学怪波(optical rogue waves)由于其广泛的应用而备受人们的关注。光学怪波最早由Solli等人在非线性光纤中观察到。他们利用离散傅里叶变换技术捕捉发生在时域中的高速事件,发现超连续发生谱中某些波长的光具有极高的振幅,通过与海洋怪波比较,他们认为这些具有极高振幅的光波就是"光学怪波"。光学怪波的产生在传统介质中非常困难,这是因为传统介质(例如光纤或者光学波导)的非线性效应非常微弱,因此需要很大的输入功率或很短的脉冲时间来提高输入光的强度,进而达到产生光学怪波所需的非线性效应。另一方面,尽管通过光与介质的共振机制可以显着的提高体系的非线性效应,但往往伴随着严重的共振吸收,导致光脉冲的严重衰减和畸变。电磁感应透明(electromagnetically induced transparency;EIT)技术的提出,为克服上述困难带来了转机。EIT机制是通过引入第二束控制光场,使原子介质对第一束探测光场的吸收得到抑制,其核心是通过引入控制光使相干原子对探测光的吸收通道之间发生相消干涉。本文提出利用EIT和非相干泵浦相结合,实现在相干原子介质中产生和传播Peregrine光学怪波,以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子的新机制,并研究外加梯度磁场下光学怪波和呼吸子的传播轨道如何发生偏转。特别地,通过设计梯度磁场可使光学怪波和呼吸子绕过障碍物,实现对这些光学非线性局域态的主动操控。近些年来,学者们对光学怪波的研究已经由单分量光场拓展到双分量光场(矢量光场)。本文提出利用双EIT机制实现矢量Peregrine光学怪波,以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子。我们还将研究EIT条件下高维矢量呼吸子不同偏振分量在梯度磁场中的偏折来类比原子的斯特恩—盖拉赫(Stern-Gelarch)效应。对比之前关于EIT条件下高维矢量光孤子的斯特恩—盖拉赫效应的工作,呼吸子的强度最大值远远大于孤子的强度最大值,因此更容易在实验中被测量。这项工作对于梯度磁场的精密测量非常有价值。本论文的研究工作主要集中在以下两个部分:一.叁能级A型冷原子EIT系统中的弱光Peregrine光学怪波,以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子及其主动操控研究。首先,利用光与物质相互作用的半经典理论,在电偶极近似、旋转波近似、和慢变包络近似下,推导光与原子相互作用系统的Maxwell-Bloch方程组。其次,在EIT条件下,利用多重尺度展开法对原子系统的Maxwell-Bloch方程进行逐级求解,推导出探测光包络在原子介质中的非线性传播方程(即非线性薛定谔方程),并得到非线性薛定谔方程的Peregrine怪波解以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子解。然后,将Peregrine怪波解以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子解作为初始条件进行数值演化,对产生功率进行估算,并比较有无非相干泵浦对形成光学怪波和呼吸子的影响。结果表明:(1)该系统可支持稳定传播的Peregrine光学怪波,以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子;(2)由于该系统的非线性效应得到共振增强,产生光学怪波和呼吸子所需的输入功率很低;(3)由于非相干泵浦可以进一步遏制原子系统的光学吸收,有非相干泵浦时光学怪波和呼吸子的传播会更加稳定。最后,发现在外加梯度磁场时,Kuznetsov-Ma呼吸子的传播轨迹呈现抛物线,甚至可以绕过障碍物。这对光信号的传输有着潜在的应用价值。二.五能级双EIT系统中的矢量Peregrine光学怪波,以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子及其与原子斯特恩一盖拉赫效应的类比研究。首先,使用第一部分的理论和方法推导光与原子相互作用系统的Maxwell-Bloch方程组,并进而在EIT条件下导出探测光包络在原子介质中的非线性传播方程(即耦合非线性薛定谔方程),得到耦合非线性薛定谔方程的矢量Peregrine怪波解以及Akhmediev和Kuznetsov-Ma呼吸子解。然后,将所得到的矢量怪波解以及呼吸子解作为初始条件进行数值演化,对其产生功率做出估算,发现产生矢量光学怪波和呼吸子所需的输入功率很低。此外,还研究了一对Peregrine光学怪波以及Kuznetsov-Ma呼吸子之间的相互作用,发现相互作用(吸引或排斥)决定于相对相位。最后,研究矢量Kuznetsov-Ma呼吸子不同偏振分量在梯度磁场下的偏折,以此类比原子的斯特恩一盖拉赫效应。结果表明,矢量呼吸子的不同偏振分量可以有不同的偏转角,这是因为两个分量的传播速度可以不同。因为呼吸子的强度峰值远大于背景波的强度峰值,其偏折角更容易在实验中被测量,有助于精确的估计梯度磁场的值。该体系在磁场的精密测量领域有潜在的应用价值。
（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。
磁光介质论文参考文献
[1].王会丽.基于PS纳米球的磁光全介质结构的制备[J].科技风.2019
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