双光子光折变晶体中屏蔽光伏空间灰孤子

为了证明在有外加电场的双光子光伏光折变介质中存在着稳态屏蔽光伏空间灰孤子,采用理论分析的方法导出了双光子屏蔽光伏空间灰孤子空间包络的积分表达式.数值分析了孤子灰度取不同数值的时孤子归一化包络的变化行为.结果表明:屏蔽光伏灰孤子的最小光强和半峰全宽随孤子灰度数值的增加而增加,随其减小而减小.双光子光折变屏蔽光伏灰孤子可以...     

双光子光折变材料中低振幅屏蔽光伏空间孤子

为了得到低振幅双光子屏蔽光伏空间孤子的结果,对外加电场的双光子光伏光折变介质中低振幅空间孤子进行了研究。给出了低振幅双光子屏蔽光伏亮和暗孤子的解析表达式,并推导出了孤子宽度的显式表达式。结果表明,低振幅双光子屏蔽光伏孤子可以看成是双光子低振幅屏蔽孤子和双光子低振幅光伏孤子的统一形式。当外加电场很强可忽略光伏效应时,它转化成低振幅屏蔽孤子;当外偏压为0时,它相当于开路或闭路的低振幅光伏孤子。该研究结果为空间光孤子理论的发展提供了理论依据。     

中心对称双光子低振幅亮屏蔽孤子的时间特性

为了得到中心对称双光子光折变晶体中低振幅亮屏蔽孤子的时间特性的结果,推导出了晶体中空间电荷场的时间特性,得到了亮孤子的归一化空间包络随时间变化的方程。采用数值分析的方法对亮孤子的归一化空间包络及其在晶体中的时间演化特性进行了理论分析。结果表明：孤子的空间包络宽度随时间的演化单调递减一个最小值直至稳态孤子的形成;在相同的演化时间下,孤子的半峰全宽随着孤子峰值强度和暗辐射比值的增大而变小。在不同的时刻,入射光束都可在中心对称双光子光折变晶体中演化成空间孤子。所得结果对完善光折变空间孤子的理论有十分重要的意义。     

加偏压光伏光折变晶体中空间灰孤子的时间特性

基于加偏压的光伏光折变介质中的时间特性的带输运模型,对屏蔽光伏空间灰孤子进行了理论研究.通过对这些时间特性的比较,结果显示能获得准稳态和稳态屏蔽光伏空间灰孤子.研究表明:当孤子的峰值强度与暗辐射的比值较大时,孤子的半峰宽度先是随时间增加递减到一个最小值,然后又开始增加到一个稳定的常数值.在相同的演化时间内,孤子的半峰全宽随着孤子灰度的增大而增大.在外加电场不存在的情况下,可以得到闭路光伏灰孤子的时间特性;当外加电场足够强可忽略光伏效应时,可得到屏蔽灰孤子的时间特性.     

基于双光束耦合的双光子全息屏蔽光伏空间孤子

证明了在双光束耦合的外加偏压的双光子光伏光折变晶体中存在一种新的全息屏蔽光伏空间孤子。在信号光远小于抽运光的条件下得出了亮（暗）孤子的解析解。数值模拟了这种孤子在稳态条件下的演化特性。结果表明：在给定的参量情况下,晶体可形成稳定的双光子明（暗）全息屏蔽光伏空间孤子。     

双光子非相干耦合亮-暗混合屏蔽光伏孤子族

为了得到双光子非相干耦合亮-暗混合屏蔽光伏孤子族的结果,采用数值模拟方法,对稳态情况下多束互不相干的光束,在有外加电场的双光子光伏光折变晶体中的传播进行了研究。结果表明,具有相同偏振和相同波长的多束互不相干的入射光束,可在晶体中形成双光子非相干耦合亮-暗混合屏蔽光伏孤子族。双光子非相干耦合屏蔽光伏孤子族,可以看成是屏蔽孤子族和光伏孤子族的统一形式。当光伏场可忽略时,屏蔽光伏孤子族就转化为屏蔽孤子族,而当外加电场不存在时,屏蔽光伏孤子族相当于开路和闭路条件下的光伏孤子族。当孤子族中只含有两个光束分量时,孤子族就变为屏蔽光伏孤子对。研究结果可为空间光孤子理论的发展提供理论依据。     

双光子亮屏蔽光伏空间孤子的自偏转特性

基于外加电场的双光子光伏光折变介质，数值研究了光折变介质中亮屏蔽光伏孤子的自偏转特性。结果表明：考虑扩散效应后，双光子亮屏蔽光伏孤子的中心沿一个抛物线轨迹在晶体光轴的反向上产生自偏转；孤子中心偏转距离首先随着外加电场的增加而增加，当外加电场增加到某一特定值后，孤子的自偏转距离随着外加电场的继续增加反而减小。亮孤子自偏转距离随着入射光强的增加也表现出先增加后减小的非线性变化规律。     

双光子光折变介质中屏蔽光伏空间孤子

为了得到更完善的双光子屏蔽光伏孤子理论,采用光束的空间宽度不是远小于晶体宽度的条件,对有偏压的双光子光伏光折变介质中空间光孤子理论进行了修正,得出了明孤子和暗孤子数值积分解。结果表明,双光子屏蔽光伏孤子源于对外加电场的非均匀空间屏蔽和光伏效应,不同于起源于对外电场非均匀屏蔽的屏蔽孤子和起源于光伏效应的光伏孤子。当光伏效应被忽略时,屏蔽光伏孤子退化成屏蔽孤子,空间电荷场就是屏蔽孤子的空间电荷场;当外加电场为0时,屏蔽光伏孤子退化成开路或闭路的光伏孤子,空间电荷场就是晶体中的光伏场。     

温度对双光子亮屏蔽光伏孤子自偏转的影响

为了研究温度对双光子光伏光折变介质中亮屏蔽光伏孤子动态演化及自偏转特性的影响,采用数值模拟的方法,得到了亮屏蔽光伏孤子的动态演化过程。结果表明,在一定温度变化范围内,随着温度的升高,介质支持的亮屏蔽光伏孤子的光强和半峰全宽均减小;当介质的温度变化不大时,孤子将克服较小的扰动而保持稳定的孤子传播,当温度变化足够大时,孤子将变得不稳定甚至崩溃;在一定温度范围内,孤子中心的自偏转距离随着温度的升高而增加,在特定温度下达到最大值,之后随着温度的升高而减小。这些结果对双光子空间孤子的理论发展具有一定的意义。     

基于不同光折变模型的亮屏蔽光伏孤子特性

通过数值模拟的方法,研究了单光子、双光子光折变模型中亮屏蔽—光伏孤子特性。结果表明：在同样的外加条件下,双光子光折变模型中亮屏蔽—光伏孤子的半峰全宽小于单光子模型,孤子中心的自偏转距离大于单光子模型。改变外加参量,双光子模型中亮光伏孤子的半峰全宽略小于单光子模型,两模型中孤子中心的自偏转距离几乎相等;单光子光折变模型与双光子光折变模型中亮屏蔽孤子的半峰全宽、自偏转距离等特性相同。     

双光子独立屏蔽光伏孤子对的演化和自偏转

为了研究双光子独立屏蔽光伏孤子对的演化和自偏转,对外加电场双光子光伏光折变晶体串联回路中暗-暗和明-暗独立孤子对中的两孤子的动态演化、稳定性和自偏转进行了数值研究。结果表明,在光束的空间展宽远小于晶体宽度的极限条件下,暗孤子通过光电流能影响孤子对中另一孤子的动态演化和稳定性,但明孤子不能影响另一孤子;对于明-暗孤子对,明孤子的偏转程度随暗孤子的入射强度的增加而减小。该结果为工程实现提供了可能。     

中心对称和非中心对称单光子光折变空间屏蔽灰孤子的时间特性

为了得到中心对称和非中心对称外加电场单光子光折变晶体中空间屏蔽灰孤子时间特性的结果,基于中心对称和非中心对称单光子光折变效应的基本理论,推导出了含时间参量的空间电荷场和光波的动态演化方程,采用数值方法,分别研究了基于中心对称和非中心对称单光子光折变晶体中灰孤子强度包络和强度半峰全宽的时间特性。结果表明:当孤子的峰值强度与暗辐射的比值较大时,孤子的半峰全宽先是随时间递减到一个最小值,然后逐渐增加到一个稳定的常数值。当孤子的峰值强度与暗辐射的比值较小时,孤子的半峰全宽随时间的增加而单调减小,最终达到一稳定状态。对不同时刻灰孤子的动态演化特性进行了研究,中心对称和非中心对称空间灰孤子有类似的时间演化特性。     

o偏振光对光折变屏蔽光伏空间孤子的影响

为了得到o偏振光对光折变屏蔽光伏空间孤子影响的结果,基于单光子光折变效应理论模型,建立了有分压电阻和o偏振均匀背景光辐照的光伏光折变晶体中的屏蔽光伏空间孤子理论。结果表明,当外加电场和光伏场的取值使晶体中形成暗孤子时,仅改变o背景光与孤子光的有效glass系数之比即可在晶体中获得明孤子;孤子的强度半峰全宽随o背景光强度与暗辐射强度比值的增大而增大,随o背景光与孤子光电离截面的比值的增大而增大。这从理论上为实现光折变晶体中暗孤子到明孤子的转换提供了一种全新的思路。     

温度对双光子光折变屏蔽光伏亮孤子相互作用的影响

为了得到温度对外加电场的双光子光伏光折变介质中屏蔽光伏亮孤子之间相互作用的影响结果。将两束相干光束作为入射波,在不同温度下采用数值方法求解波传播方程。结果表明：在室温基础上,两个同相位孤子波的相互作用随温度变化伴有融合现象,当温度升高到350K时两孤子可融合成一束稳定的孤子波;两个反相孤子相互排斥现象随温度变化而增强;相位差为 的两孤子,其相互作用随温度变化过程中有更多的能量转移,同时两孤子间的排斥现象随温度变化而增强。如果温度变化足够大时,两孤子作用过程中将发生崩溃现象。     

含电阻和e偏振背景光光折变屏蔽光伏孤子

为了得到分压电阻和e偏振非相干均匀背景光对屏蔽光伏孤子影响的结果,建立了有分压电阻和e偏振非相干均匀背景光辐照下光伏光折变晶体中的空间孤子的理论.数值分析了分压电阻和e偏振非相干均匀背景光对孤子半峰全宽的影响.结果表明,亮、暗和灰孤子的半峰全宽随分压系数增大(分压电阻减小)而减小;当e偏振背景光与暗辐射强度的比值不太大时,背景光对孤子的影响可忽略不计;当背景光与暗辐射强度比值过大时,孤子的半峰全宽随背景光的增加而增大;当分压电阻、e偏振背景光、晶体外加电场和晶体的光伏场取不同值时,不同的条件下的单光子光折变空间孤子都可得到.     

影响双光子非相干耦合孤子对强度包络的参量理论分析

采用数值方法对双光子光折变介质中非相干耦合亮-暗屏蔽光伏孤子对的耦合方程进行了求解。理论分析了启动光,分压系数和晶体温度对孤子对强度包络的影响。结果表明：孤子对包络宽度随启动光的增大而变大;随分压系数的增大而变小;晶体的温度增大,孤子对的宽度变大而峰值光强变小,晶体温度减小,孤子对的宽度变小而峰值变大。这些结果对双光子非相干耦合亮-暗空间孤子对的工程实践有一定参考价值。     

扩散对非相干耦合屏蔽光伏亮孤子之间相互作用的影响

为了得到扩散效应对非相干耦合屏蔽光伏亮-亮孤子对相互作用的影响的结果,将两束互不相干的光束做为入射波,采用数值方法求解有扩散的波传播方程.结果表明,当两孤子中心间距适当的条件下,非相干屏蔽光伏亮孤子对之间发生相互吸引和缠绕现象;如果两孤子间距过大或过小时,孤子之间没有相互作用.扩散效应使两孤子光束整体向同一方向偏转.     

温度对双光子光折变介质中光伏孤子特性的影响

具有双光子光折变效应的光折变介质温度的变化对光伏孤子性质具有影响。通过光伏空间孤子的演化方程得到的亮和暗光伏空间孤子解与温度相关,在室温范围内,双光子光折变介质中空间孤子的光强和强度半峰全宽(FWHM)均受温度影响。随着介质温度的升高,双光子光折变介质支持光强较小的光伏空间孤子;在较大光强情况下,双光子光折变介质支持强度半峰全宽较小的光伏空间孤子;在小光强情况下,双光子光折变介质支持强度半峰全宽较大的光伏空间孤子。即可以通过控制光折变介质的温度来控制介质中光伏孤子的空间形态,从而在光折变介质中形成稳定的光伏空间孤子。     

Steady state multiple dark spatial solitons in the biased photorefractive-photovoltaic crystals

We theoretically study the evolution of dark solitons in the biased photorefractive-photovoltaic crystal by using beam propagation method (BPM). We find that when the absolute value of the extra bias field is less than the photovoltaic field, the dark screening-photovoltaic (SP) solitons can be observed. The initial width of the dark notch at the entrance face of the crystal is a key parameter for generating an sequence of dark coherent solitons. If the initial width of the dark notch is small, only a fundamental soliton or Y-junction soliton pair is generated. When the initial width of the dark notch is increased, the dark notch tends to split into an odd (or even) number of multiple dark solitons, which realizes a progressive transition from the low-order solitons to a sequence of higher-order solitons.     

双光子光折变介质中Manakov屏蔽孤子的温度特性

为了研究双光子光折变介质中Manakov屏蔽孤子的温度特性,采用数值模拟的方法,得到了Manakov屏蔽孤子的强度包络,并分析了亮-暗Manakov屏蔽孤子对动态演化的温度特性。结果表明,亮-亮Manakov屏蔽孤子对的强度包络随着晶体温度的升高,其两孤子成分的峰值光强都逐渐减小,而其半峰全宽逐渐增加;暗-暗和亮-暗Manakov屏蔽孤子对具有类似的温度特性。说明通过改变晶体温度可以调控孤子的空间形态。