Tailoring spatial solitons characteristics and its dynamical behaviors in nonlinear reflection gratings

Abstract

Sistem fotonik periodik merupakan salah satu konfigurasi optik yang penting dan memiliki banyak penerapan diantaranya sebagai filter, modulator dan lain sebagainya. Telah banyak dikaji orang bahwa penggunaan material nonlinier di dalam konfigurasi tersebut akan menambah perbendaharaan fungsinya. Diantara jenis material nonlinier yang dimaksud adalah material Kerr yang memiliki sifat indeks bias yang bergantung pada intensitas gelombang elekromagnetik yang melewatinya. Sifat ini secara mendasar mengubah perilaku sistem, sehingga dapat menampung gejala yang sebelumnya tidak teramati dalam material linier konvensional. Salah satu gejala yang penting dan berguna adalah gejala self-focusing dan self-defocusing yang mampu menjaga sebuah berkas cahaya untuk tidak mengalami difraksi ketika melalui sistem terkait. Dalam penelitian ini telah dikaji karakteristik propagasi berkas cahaya stabil yang melewati medium Kerr, yang lazim disebut sebagai soliton spasial. Terdapat dua jenis soliton spasial, yaitu soliton spasial bright dan dark. Secara khusus struktur sistem optik yang ditinjau dalam kajian ini adalah grating refleksi nonlinier yang terdiri atas dua atau lebih material Kerr yang berbeda, yang disusun secara periodik. Dalam sistem periodik ini, akibat adanya pemantulan dan penerusan gelombang elektromagnetik pada batas antara dua medium yang berbeda, maka dalam pemodelannya gelombang yang berpropagasi dibedakan atas gelombang maju dan gelombang mundur. Akibat sifat nonlinier medium, kedua gelombang tersebut berinteraksi secara nonlinier dan dalam kondisi tertentu mampu mengimbangi gejal difraksi sehingga memunculkan soliton spasial.