双光子光折变屏蔽光伏亮孤子相互作用研究

为了得到双光子光折变屏蔽光伏亮孤子相互作用的结果,采用数值模拟方法,对外加电场的双光子光伏光折变介质中屏蔽光伏亮孤子的相互作用进行了理论研究,结果表明:同相位的两孤子相互吸引,并伴有融合现象,且发生融合时的作用距离随孤子初始间距的增大而增大;相位相反的两孤子相互排斥,排斥作用随孤子初始间距的减小而增强;当两孤子的相位差位于区间(0,π)和(π,2π)中时,其作用过程中伴有能量的转移,两区间中能量转移方向相反.在扩散效应影响下,同相位两孤子的相互作用不再是原来的融合,而是趋于分离,且光束之间存在能量耦合;相位相反的两孤子的相互作用不再是相互排斥,而是既互相排斥,同时又向同侧偏转.     

光折变屏蔽光伏亮孤子相互作用研究

为了得到两个或多个光折变屏蔽光伏亮孤子之间相互作用结果,采用数值方法分析了两个或多个屏蔽光伏亮孤子之间的相互作用。两同相孤子作用时表现为相互吸引,并伴有融合现象,且孤子融合发生时的作用距离随着孤子初始间距的增大而增大;两反向孤子相互排斥,且排斥作用随孤子初始间距的减小而增强;当两孤子的相位差位于区间(0,π)和(-π,0)中时,其相互作用过程中伴有能量的转移,两区间中能量转移方向相反。多个同向孤子相互作用时,不同于两个孤子周期的融合和分开,而是在整体吸引过程中发生孤子的逐步融合作用。当中间孤子与两边孤子的相位差是π/2时,多个孤子之间存在能量转换。而邻近相互反相的多个孤子相互作用时,能保持很好的稳定性传播。结果表明,这种相对相位控制下的两孤子问相互作用的变化有望用于光开关器件。多个孤子作用结果对形成孤子阵列及阵列波导具有指导意义。     

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。     

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。     

外加电场双光子光伏光折变晶体中的空间孤子

证明在外加电场的双光子光伏光折变晶体中存在明、暗稳态空间孤子波,它源于双光子光折变效应。结果表明：当光伏效应可以忽略时,这种孤子类似于双光子屏蔽孤子;当没有外加电场时,它退化成闭路条件下的双光子光伏孤子。在不同条件下屏蔽孤子和光伏孤子理论都可以从这一统一理论中得到。     

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.     

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。     

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。     

入射光强对双光子亮屏蔽孤子相互作用的影响

通过数值模拟的方法,研究了入射光强对外加电场双光子光折变介质中两亮屏蔽孤子之间相互作用的影响.结果表明:在一定的入射光强范围内,同相孤子相互吸引,并伴随着融合现象,两孤子发生融合的作用距离随着入射光强的增加先增加而后减小;反相孤子相互排斥,排斥作用随入射光强的增加而减小,在某一特定值达到最小值,然后随着入射光强的增加而加大.当两孤子的相位差φ=π/2时,其相互作用过程中伴有能量转移,转移的能量与入射光强之间具有与排斥作用类似的非线性关系.     

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。     

双光子光折变材料中的刚性光伏孤子

为了研究不同参量对双光子光折变材料中的刚性光伏空间孤子的影响,推导出了刚性光伏空间孤子的演化方程,根据实际的物理条件,采取一定的数学近似,对演化方程进行化简,从而得出演化方程的亮暗孤子的解析解,并讨论了不同参量,如光伏电场强度、背景暗辐射光强度、启动光强度、吸收系数和光波长对孤子的影响。结果表明,除了光伏电场强度,亮孤子的宽度随其增加而减小之外,亮孤子的宽度都随其它参量的增加而变大,只是变大趋势的速度不同。研究结果可为空间光孤子理论发展提供理论依据。     

Effects of temperature on the dynamic evolution of two-photon photorefractive screening spatial solitons

We investigate theoretically the temperature effects on the evolutions of both bright and dark screening spatial solitons in biased two-photon photorefractive crystals.For a stable bright or dark two-photon screening spatial soliton originally formed in a crystal at a given temperature,when the crystal temperature changes,it will evolve into another stable screening soliton if the temperature change is quite small,while it will become unstable or break down if the temperature change is large enough.The spatial shape of a stable two-photon screening spatial soliton can be changed by appropriately adjusting the crystal temperature.     

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。     

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。