1、在過去的十年中，光波與光子學(xué)微結(jié)構(gòu)相互作用吸引了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。最近人們?cè)谖⒓庸ゎI(lǐng)域取得的進(jìn)展比如半導(dǎo)體中的制備工藝、熔石英玻璃中的飛秒激光直寫技術(shù)、光折變晶體中的實(shí)時(shí)光誘導(dǎo)技術(shù)等大大拓寬了傳統(tǒng)光學(xué)領(lǐng)域。當(dāng)前的大量研究成果使人們開始掌握未來由光子學(xué)微結(jié)構(gòu)帶來的一系列潛在應(yīng)用，比如集成光學(xué)、全光網(wǎng)絡(luò)等。本論文基于光誘導(dǎo)技術(shù)，在光折變非線性晶體中建立了幾種可實(shí)時(shí)調(diào)控的光子學(xué)微結(jié)構(gòu)。得益于這些新型的光子學(xué)微結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，成功地觀測(cè)到了基于帶

2、隙導(dǎo)光的渦旋光線性局域、基于入射角度非線性光波的偏折、光波分束和能量單方向轉(zhuǎn)移、艾里光的加速度操控以及新型光束的非線性調(diào)控。本文主要取得了以下幾個(gè)方面的成果：
　　 首先，利用光誘導(dǎo)技術(shù)在光折變非線性晶體中首次構(gòu)建了缺陷深度可調(diào)的單缺陷光子晶格，提出了在兩種光誘導(dǎo)缺陷光子晶格中操控光波的方法。其一，利用線性帶隙導(dǎo)光機(jī)制在二維缺陷中觀測(cè)到了渦旋光模式。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，只有在光強(qiáng)為非零的缺陷光子晶格中能夠支持這類線性渦旋導(dǎo)光。其二

3、，從理論和實(shí)驗(yàn)上分別觀測(cè)到了非線性光波在低于某個(gè)閾值角度的情況下能被負(fù)缺陷反射。而在大于閾值角度入射時(shí)，它能夠順利地通過缺陷透射。該現(xiàn)象在一維和二維的光子晶格中都能發(fā)生，它提供了在陣列網(wǎng)絡(luò)中基于角度控制光傳播的技術(shù)。
　　 其次，研究拓展到了更復(fù)雜的缺陷光子晶格。從理論上系統(tǒng)地研究三缺陷光子晶格材料及其缺陷本征模，深入地討論了材料物理參數(shù)對(duì)缺陷本征模的影響?；谠摬牧咸岢隽藢?duì)稱三缺陷光子晶格和反對(duì)稱三缺陷光子晶格。前者的應(yīng)用是光

4、波的分束和匯聚；對(duì)于后者，通過絕熱地改變?nèi)毕萆疃冉⒘四芰繂我晦D(zhuǎn)移方向的通道。此外，又討論了在對(duì)稱的三缺陷光子晶格中非線性的影響和多色光的傳輸特性。
　　 再次，利用光誘導(dǎo)技術(shù)在光折變非線性晶體中構(gòu)建了折射率梯度分布的光子學(xué)微結(jié)構(gòu)，首次從理論和實(shí)驗(yàn)上成功地調(diào)控了一維和二維艾里光的加速度。利用線性梯度折射率可以實(shí)現(xiàn)艾里光加速度的增強(qiáng)和減弱。艾里光在線性梯度折射率中傳輸時(shí)它的光學(xué)波包分布能保持不變。這種基于梯度折射率材料的艾里光加速

5、度調(diào)控的一系列結(jié)論將為研究艾里光在多種環(huán)境中傳輸?shù)於ɑA(chǔ)。
　　 最后是新型光束的構(gòu)建和光折變自誘導(dǎo)波導(dǎo)的研究。從已有的艾里光研究基礎(chǔ)出發(fā)，在實(shí)驗(yàn)上巧妙地通過三個(gè)無限能量的艾里函數(shù)乘積構(gòu)造出了局域的二維新型光波場(chǎng)。從實(shí)驗(yàn)上研究了這類新型光束的線性和非線性的傳輸特性。特別的，在自聚焦非線性下，這類新型光束的能量產(chǎn)生局域并自誘導(dǎo)形成波導(dǎo)通道，而自散焦非線性對(duì)該波包的形貌基本不產(chǎn)生影響。在傅里葉空間上觀測(cè)發(fā)現(xiàn)：在自散焦作用下其空間頻譜