光孤子研究的新进展

简要介绍了时间光孤子和空间光孤子的研究现状,侧重介绍了亮空间光孤子和暗空间光孤子的最新研究进展,最后分析了光孤子研究的未来发展方向。     

三阶色散对光孤子传输的影响

本文利用摄动微扰法对单模光纤中传输的基阶亮孤子和暗孤子进行了研究。结果表明,暗孤子应用于光通信系统作为信息载体,其有比亮孤子更好的特性。     

空间光孤子研究的新进展

空间光孤子的研究对全光通讯技术和光子技术的发展具有重要的促进作用，本文分亮空间光孤子和暗空间光孤两部分简单介绍了国际上有关空间光孤子的研究现状。     

基于双光子光折变效应的Manakov光伏孤子温度特性

基于具有双光子光伏光折变效应的介质,数值研究了双光子Manakov光伏孤子的温度特性。结果表明：在室温范围内,亮-亮、暗-暗和亮-暗Manakov光伏孤子对成分的峰值光强和半峰全宽均受温度影响。亮-亮Manakov光伏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光伏孤子对具有类似的温度特性。在一定的温度范围内,两孤子成分可以克服温度扰动而演化为稳定孤波。     

线性和二次电光效应共同作用下的非相干耦合亮-暗孤子族

为了研究非相干耦合亮-暗孤子族的特性,采用数值模拟的方法,求解孤波耦合方程,在综合考虑线性和二次电光效应的情况下,分析了亮-暗孤子族的稳态解和传播特性.结果表明:当外加电场为正值时,系统所支持的亮-暗孤子族中,各亮孤子分量的强度之和略大于暗孤子分量的强度之和,此时,线性和二次电光效应所导致的非线性是相互增强的.当外加电场为负值时,系统所支持的亮-暗孤子族中,各亮孤子分量的强度之和略小于暗孤子分量的强度之和,此时,线性和二次电光效应所导致的非线性是相互抵消的.此外,亮-暗孤子族中的各个分量均可以稳定传输.     

光纤暗孤子的Gordon—Haus效应

解析分析了光纤暗孤子在放大过程中由放大器自发辐射噪声产生的Ｇｏｒｄｏｎ－Ｈａｕｓ效应。结果表明，只有基本暗孤子的频率抖动量（均方值）是亮孤子的一半，而其它小振幅暗孤子的频率抖动量大于亮孤子的频率抖动量。     

含电阻中心对称光折变非相干耦合空间孤子对

为了得到含分压电阻的中心对称光折变非相干耦合空间孤子对的结果,采用数值模拟方法对这种孤子对的特性进行了理论分析。结果表明,这种孤子对是由两束偏振方向和波长都相同的互不相干光束耦合形成的。当分压电阻取不同值时,可分别得到有、无分压电阻的非相干耦合屏蔽孤子对。预言了亮-亮,暗-暗和亮-暗非相干耦合空间孤子对可存在于中心对称光折变介质中。     

开路光折变聚合物中非相干耦合光伏空间孤子对

为了得到开路光折变聚合物中存在非相干耦合空间孤子对的结果,基于聚合物光折变效应的理论,证明了稳态开路条件下光折变聚合物中存在非相干耦合亮-亮、暗-暗、灰-灰和亮-暗光伏空间孤子对。 结果表明：孤子对是由两束偏振方向和波长都相同而且互不相干光耦合形成的。 孤子对两光束都能在光伏光折变聚合物中稳定传播。     

在损耗光纤中的暗孤子传输特性

本文采用数值分析和扰动法研究了光纤损耗的存在对正常色散区暗孤子的影响，结果表明：暗孤子的脉宽在相同损耗光纤中总比亮孤子扩展得更慢；对于零色散波长大于１．５５μｍ的色散移位光纤，暗孤子的放大周期比亮孤子的放大周期大一倍。这对于未来的海底光纤通信将具有很大的吸引力。关于暗孤子的二阶理论，现有的文章很少，仅文献［１］也只做了Ｈ１的理论推导工作，且误差还很大。本文首次推导出Ｈ１的精确解、并得出了关于暗孤子准确、完善的二阶理论结果。     

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。     

非相干耦合亮-暗屏蔽光伏孤子对的温度特性

在忽略扩散效应情况下,讨论了外加电场光伏光折变晶体中的非相干耦合亮暗屏蔽光伏孤子对的温度特性。当温度一定时,晶体中可形成稳定的非相干耦合亮暗屏蔽光伏孤子对,当温度变化时,孤子对的包络形状可变到另一稳态。通过改变温度,可以来调整孤子对的空间形状。     

单孤子在深聚焦系统中焦平面上的强度分布

研究了单孤子在深聚焦系统中焦平面上的强度分布。该孤子是微分非线性薛定谔方程(DNLSE)非零边界条件的解。分析了不同孤子参数和深聚焦系统不同数值孔径的条件下亮、暗孤子的聚焦特性。仿真结果表明,暗孤子的聚焦特性随孤子参数具有周期性,亮孤子比暗孤子具有更好的聚焦性,单孤子的聚焦点随孤子参数会发生位移,这种聚焦后的位移特性为光路控制提供了可能。     

脉冲内部受激喇曼散射对暗孤子的影响

利用数值分析,研究了在高能状态下脉冲内部受激喇曼散射（ISRS）对暗孤子的影响．分析表明,暗孤子在ISRS的影响下,在时间域和频率域上都有自漂移现象,并随输入脉冲强度的增加而漂移增大。文中还将亮狐子与暗孤子进行比较,证明了相同条件下,暗孤子比亮孤子所受的影响更小。     

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。     

基于对称分步傅立叶算法的光孤子仿真

基于对称分步傅立叶算法对非线性薛定谔方程的求解,并利用Matlab对二阶、三阶亮孤子和基态暗孤子的传输演化进行的仿真．研究了三阶色散对亮孤子传输的影响及亮孤子间的相互作用．指出了用Matlab进行光学仿真时需要注意的事项。     

e—偏振非相干均匀背景光照射下光伏光折变晶体中的开路空间亮孤子

本文推导了在外加e-偏振非相干均匀背景光照下开路光伏光折变晶体中的亮空间孤子的演化方程,给出了方程的数值积分形式的解,并且得到了小振帐条件下亮孤子解析角以及孤子宽度的解析表达式,本文还讨论了外加e－偏振非相干均匀背景光对开路光伏孤子的影响,结果表明,若外加e－偏振非相干均匀背景光的强度远远大于晶体的暗辐照强度,则不利于开路光伏孤子的形成。ee     

有偏压光伏光折变晶体中空间孤子的研究

证明了有偏压的光伏光折变晶体中存在着明、暗稳态的空间孤子-屏蔽光伏孤子．它起源于对外电场的非均匀空间屏蔽和光伏效应。同已报道的稳态光折变空间孤子相比，它具有不同的特性。当外电场为某一值时，用改变外电场的极性和旋转光的偏振方向可以实现从明屏蔽光伏孤子转换为暗屏蔽光伏孤子或从暗屏蔽光伏孤子转换为明屏蔽光伏孤子。     

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。     

双光子光折变介质中非相干耦合屏蔽光伏孤子对

为了获得在有外加电场的双光子光伏光折变介质中存在着稳态非相干耦合屏蔽光伏空间孤子对的结果,对外加电场的双光子光伏光折变介质中,两束偏振方向和波长都相同的互不相干光束的耦合进行了理论研究。结果表明,这种孤子对是由偏振态和波长都相同的两束互不相干光耦合而成的,它可以看成是双光子非相干屏蔽孤子对和双光子非相干光伏孤子对的统一形式,当外加电场很强可忽略光伏效应时,它类似于已报道的双光子屏蔽孤子对,而当外加电场为0时,它相当于闭路条件下的双光子光伏孤子对。这就预言了非相干耦合暗-暗和亮-亮双光子屏蔽光伏空间孤子对的存在。