【摘要】：光力效應在光鑷技術、光機械系統(tǒng)以及集成光波導中得到了廣泛的研宄和應用。特別地,微納光纖因其獨特的光學導波特性(低光學損耗、強倏逝場、強光場約束)和質量小可自由移動的一維結構成為了研宄光力作用的理想平臺。自從微納光纖光力效應的應用以及動量交換的實驗結果被發(fā)表以來,微納光纖的光力作用受到了廣泛的關注。對微納光纖的近場受力以及運動趨勢的深刻理解,將有利于進一步開發(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,同時克服解析方法的不適用性,本文通過運用三維有限時域差分法求解麥克斯韋方程組,運用Einstein-Laub公式計算光力密度,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。我們的結果將有助于分析微納光纖以及其他復雜結構中的光力分布,并預測其光力作用后的形變趨勢;也將對改進和優(yōu)化基于微納光纖光力效應作用的光子器件工作性能具有重要參考意義。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN253
【圖文】：

壓213Maxwell論證壓對產(chǎn)壓

開關51

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本文編號：2736820