强非局域空间孤子大相移的实验研究

本项目主要从实验方面研究铅玻璃材料中非局域空间孤子的大相移问题，用功率调制的方式实现大相移的测量。实验内容及目标是：第一，利用自相位调制原理，通过改变单孤子的光功率来测量其本身的相移，这是有关非局域空间孤子相移的一个基本内容,是对大相移的测量和实验证明；第二，利用孤子间交叉相位调制原理，通过改变泵浦孤子光的功率来调制弱信号光的相位，这是有关非局域空间孤子相移的一个具有应用前景的内容；第三，提出基于第二部分的可行的光开关实现方案并进行实验探索。本项目的实验方案可能具有"调制灵敏度高、调制光功率低"等优点，有可能成为集成化全光开关的实现途径之一。

π 相移的有效产生是实现基于干涉原理对光信号进行处理和控制（比如基于Mach-Zehnder干涉仪原理的光开关）的关键因素，而空间光孤子也是光纤系统以及光信号处理和控制系统中光的主要传播模式。本项目的研究利用非局域空间光孤子的传输相对于局域空间光孤子和线性传输光束有非常大的附加相位增长率这一重要特性，通过在很小的范围内改变泵浦光的功率来得到了信号光输出相位的π相移。第一，理论部分。完成了铅玻璃中非局域空间光孤子大相移的理论推导以及数值模拟研究。得到了单孤子以及双孤子耦合传输时孤子相移的表达式。第二，实验部分。首先，利用自相位调制原理测量了非局域空间光孤子在自身功率调制下的相移大小。通过在孤子功率附近10毫瓦的功率改变，得到了线性调制的π相移。其次，利用交叉相位调制原理实现了泵浦光孤子功率对信号光孤子相移的调制。通过在泵浦光孤子功率附近13毫瓦的功率改变，得到了信号光孤子线性调制的π相移。本项目得到的关于“光(泵浦光)”控“光(信号光相位)” 的研究成果，具有“调制灵敏度高、调制光功率低”等优点，有可能成为集成化全光开关的实现途径之一。