بررسی سولیتونهای کاواک در لیزر سولیتون کاواک با جاذب اشباع پذیر

سولیتونهای کاواک لکه های روشن در زمینه تاریک در صفحه عرضی عمود بر راستای انتشار میدان الکترومغناطیسی هستند که در کاواک حاوی ماده غیرخطی به علت اندرکنش غیرخطی نور و ماده شکل می-گیرند. امروزه خواص منحصربفرد سولیتونهای کاواک، انگیزه زیادی ایجاد کرده است تا تلاشهای گسترده ای برای فراهم کردن امکان استفاده از این سولیتونها در فناوری اطلاعات و پردازش کاملا نوری اطلاعات و کدگذاری نوری صورت گیرد. مخصوصا با معرفی میکرومشدهای نیمرسانا که دارای ابعاد کوچک و پاسخدهی زمانی سریع هستند، قابلیت کاربردی سولیتونهای کاواک افزایش یافته است. اخیرا امکان تولید سولیتون کاواک در لیزرهای سطح گسیل با کاواک قائم، بدون حضور پرتو نگه دارنده و با قرارگیری محیطی بعنوان جاذب اشباع پذیر در کنار محیط فعال لیزری بصورت تئوری و تجربی نشان داده شده است که این سیستم، بعنوان لیزر سولیتون کاواک شناخته شده است. در بخش اول این پایان نامه، ابتدا دینامیک اندرکنشی دو سولیتون کاواک در لیزر سولیتون کاواک بررسی شده است. شبیه سازیهای انجام گرفته، نشان داده است که نوع رفتار اندرکنشی دو سولیتون کاواک در فاصله اولیه شان وابسته است و سولیتونها حتی در فواصل بزرگتر از اندازه پروفایل شدت میدان الکتریکی و چگالی حاملین بار خود نیز اندرکنش می کنند و این اندرکنش، رفتاری وابسته به فاز دارد. برای فواصل اولیه کوچکتر، فقط یکی از سولیتونها در اندرکنش نجات می یابد. برای فواصل اولیه متوسط، فاز نسبی دو سولیتون کاواک قفل شدگی فازی جزئی نشان می دهد که این رفتار، شبیه حالات حبس فازی است. برای فواصل اولیه بزرگتر، فاز سولیتونها به هم قفل شده و همدیگر را تا فواصلی حدود 10 برابر قطر سولیتونی دفع می کنند. بررسی اندرکنش سولیتونهای کاواک، کمک خواهد کرد که در راستای هدف کاربردی سولیتونهای کاواک، بعنوان آرایه ای از بیت های اطلاعاتی، چگالی اطلاعات ثبت شده را افزایش داد. همچنین در بخش دوم این پایان نامه، امکان حرکت کنترل شده سولیتونهای کاواک در لیزر سولیتون کاواک با صرف انرژی خیلی کم نشان داده شده است. مکان سولیتون کاواک در لیزر سولیتون کاواک با تزریق باریکه های نیمه همدوس یا ناهمدوس در نزدیکی سولیتون کاواک کنترل شده است. اندرکنش بین سولیتون کاواک و باریکه تزریق شده وابسته به نیمه همدوس یا ناهمدوس بودن تزریق، دافع یا جاذب است. اگر فرکانس باریکه تزریق شده با فرکانس سولیتون کاواک جور باشد و لیزر نزدیک آستانه ناپایداری سولیتون کاواک عمل کند انرژی لازم برای حرکت دادن سولیتون کاواک بسیار مقدار کوچکی خواهد بود. بنابراین یک کلیدزن نوری با انرژی خیلی پایین میتواند بعنوان یک ابزار نوری تحقق یابد. بررسی امکان حرکت کنترل شده این سولیتونها، قدم بزرگی در پتانسیل کاربردی سولیتونهای کاواک به عنوان بیت‎های اطلاعات است. چون امکان شکل گیری و پردازش آرایه‎ای قابل کنترل از بیت‎های اطلاعات را فراهم می‎کند.