光波在非線性平面光波導之傳播及應用

Abstract

本論文將討論光波在非線性平面光波導之傳播及其應用。非線性光波導是指光波導結 構中含有光折射率會隨光場強度而改變的介質。因此光在此種非線性光波導中傳播時 ，會因光本身的強度或因另一道光的出現導致光波導的折射率分佈產生變化而使光波 有各種不同的傳播現象。若將此特性應用于光訊號的開關或調變上則可達成以光來控 制光的功能，此種裝置稱為全光訊開關。因為光柯爾效應所需的反應時間極短，故此 全光訊開關可望有極快的反應速度。另外一些傳統光波導先天上的限制，也可由此突 破。藉著光波導之非線性色散曲線的分析及光束行進法之數值計算，我們可觀察到許 多有趣的現象，並可由此衍生出一些極有潛力的應用。經由研究光波在非線性漸細型 光波導的傳播，我們觀察到一種光波在傳導模與表面極化子之間的躍進現象，另外我 們提出一種可連續調整光束指向的裝置。由非線性Y 型交會光波導的研究顯示傳統對 稱式Y 型交會光波導中無法避免的3-dB插入損耗可籍由非線性特性而將插入損耗減低 至1-dB，另外還有許多現象被觀察到。空間光固子的激發也被研究說明，用空間光固 子代替光波導，我們提出一種低損耗的Y 型耦合器及一種與控制光束及訊號光束之間 相位無關的光訊開關。