【摘要】：光力效應(yīng)在光鑷技術(shù)、光機(jī)械系統(tǒng)以及集成光波導(dǎo)中得到了廣泛的研宄和應(yīng)用。特別地,微納光纖因其獨(dú)特的光學(xué)導(dǎo)波特性(低光學(xué)損耗、強(qiáng)倏逝場、強(qiáng)光場約束)和質(zhì)量小可自由移動(dòng)的一維結(jié)構(gòu)成為了研宄光力作用的理想平臺(tái)。自從微納光纖光力效應(yīng)的應(yīng)用以及動(dòng)量交換的實(shí)驗(yàn)結(jié)果被發(fā)表以來,微納光纖的光力作用受到了廣泛的關(guān)注。對微納光纖的近場受力以及運(yùn)動(dòng)趨勢的深刻理解,將有利于進(jìn)一步開發(fā)微納光纖光力器件。由于微納光纖內(nèi)部具體的橫軸向光力密度分布仍然未知,為了更直觀、深入地了解微納光纖內(nèi)部的光力密度分布以及其形變趨勢,同時(shí)克服解析方法的不適用性,本文通過運(yùn)用三維有限時(shí)域差分法求解麥克斯韋方程組,運(yùn)用Einstein-Laub公式計(jì)算光力密度,得到了在x偏振和y偏振的基模作用下,具有垂直端面與傾斜端面的微納光纖內(nèi)部光力密度分布情況,并通過分析得到如下結(jié)論:1、在H E ii基模作用下,具有垂直端面的微納光纖內(nèi)部的橫向力為擠壓力,邊緣的為拉伸力。但由于橫截面的軸對稱性,橫向光力的合力為零;內(nèi)部光力密度沿著光纖軸向表現(xiàn)為明顯的周期性分布,其中z方向光力密度/z的方向沿正z軸或負(fù)z軸交替振蕩,端面附近振蕩幅值最大,總合力表現(xiàn)為沿正z軸的拉力。2、在H E ii基模作用下,具有傾斜2 0度端面的微納光纖由于沿著x方向失去橫截面的軸對稱性,光纖尾端受到沿著正x方向的橫向光力作用;在x偏振的基模作用下,光力密度沿著軸向沒有明顯周期性分布,光纖內(nèi)部的橫向力密度分布表現(xiàn)為擠壓力,軸向力在傾斜部分主要表現(xiàn)為沿著負(fù)z軸方向的推力。而在y偏振的基模作用下,光力密度在端面附近存在明顯的平行于傾斜端面的周期性分布,同時(shí)產(chǎn)生比x偏振更大的沿著x方向的橫向力。本文揭示了微納光纖的橫向偏移是由于橫向光力和軸向光力協(xié)同作用的結(jié)果,幫助我們深刻地理解傾斜端面微納光纖的受力原因。我們的結(jié)果將有助于分析微納光纖以及其他復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的光力分布,并預(yù)測其光力作用后的形變趨勢;也將對改進(jìn)和優(yōu)化基于微納光纖光力效應(yīng)作用的光子器件工作性能具有重要參考意義。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN253
【圖文】：

壓213Maxwell論證壓對產(chǎn)壓

開關(guān)51

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本文編號：2736820