Controlling Light in Optically Induced Photonic Lattices

ساختارهای تناوبی گسسته نقش مهمی در فیزیک بازی می‌کنند و در سال‌های اخیر حوزه جدیدی از تحقیقات را باز کرده‌اند. سؤالات مربوط به کنترل نور در چنین ساختارهایی هنوز یک چالش بزرگ است. این رشته بسیار فعال است که در پایان نامه حاضر به آن پرداخته شده است. نویسنده با استفاده از سیستم مدل غیرخطی انکساری نوری که به فرد امکان ایجاد و کنترل همزمان شبکه‌های فوتونی توسط نور را می‌دهد، تصویری جامع از کنترل پدیده‌های نوری غیرخطی و کوانتومی در شبکه‌های فوتونیک به دست می‌آورد. او برای اولین بار انتقال رزونانس در شبکه های شش ضلعی دو بعدی، از جمله نوسانات رابی و تونل زنی Landau-Zener، و همچنین کنترل مستقیم و بهره برداری از این انتقال ها را به صورت تجربی توصیف و نشان می دهد. نکته برجسته این پایان نامه، مطالعه سوئیچینگ سالیتون-خوشه و کنترل تونل زنر است.

Discrete periodic structures play an important role in physics, and have opened up an exciting new area of investigation in recent years. Questions relating to the control of light in such structures still represent a major challenge. It is this highly active field that is adressed in the present thesis. Using the model system of a photorefractive nonlinearity that allows one to simultaneously create and control photonic lattices by light, the author obtains a comprehensive picture of the control of nonlinear and quantum optics phenomena in photonic lattices. He describes and demonstrates experimentally for the first time resonant transitions in two-dimensional hexagonal lattices, including Rabi oscillations and Landau-Zener tunneling, as well as the direct control and exploitation of these transitions. A particular highlight of this thesis is the study of soliton-cluster switching and control of Zener tunneling.