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.     

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。     

4094双光子光折变屏蔽光伏亮孤子相互作用研究(第2次改稿).doc

摘要：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, ）和 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,同相位的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,而是即互相排斥,同时又向同侧偏转。     

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。     

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。     

双光子光折变介质中非相干耦合屏蔽光伏孤子族

为了获得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族的结果,对外加电场的双光子光伏光折变介质中多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: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2个光束分量时,孤子族就变为屏蔽光伏孤子对。     

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。     

有偏压光伏光折变晶体中低振幅非相干耦合孤子对

从理论上研究了有偏压的光伏光折变晶体中低振幅屏蔽光伏孤子对的特性，给出了明一明、暗一暗屏蔽光伏孤子对的单孤子解。它们起源于对外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空间屏蔽孤子和起源于光伏效应的光伏孤子，具有有趣的特性。当光伏效应可忽略时，它们的非线性波动方程就转化为低振幅屏蔽孤子对的非线性波动方程，它们就转化为低振幅屏蔽孤子对；当外偏压为零时，它们的非线性波动方程就转化为低振幅闭路和开路光伏孤子对的非线性波动方程，它们就转化为低振幅闭路和开路光伏孤子对。如果载体光束具有相同的偏振和波长以及互不相干时，这些孤子对就能得到，相关的例子在光伏光折变晶体铌酸锂(LiNbO3)中给出。     

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。     

闭路光伏明空间光孤子的自偏转特性

利用微扰方法,通过考虑扩散效应的影响,分析了闭路光伏光折变晶体中的光伏明空间光孤子的自偏转特性。结果表明,光伏明孤子的中心沿着一条抛物线轨迹偏转,中央空间频率分量随传播距离线性移动。无论是空间位移还是偏向角都正比于分别同漂移效应和光伏效应相关的两个无量纲量的积。闭路光伏明孤子具有同屏蔽明孤子相类似的自偏转特征。     

入射光强对多个亮孤子相干相互作用的影响

为了研究入射光强对多个亮屏蔽孤子之间相干相互作用的影响,采用数值模拟的方法求解孤波演化方程。在特定的相互作用距离和相对相位条件下,改变入射孤子的光强,分别对2个孤子和3个孤子的相干相互作用做了分析。结果表明,在同相位条件下,2个孤子的相互作用表现出融合-分开-融合的周期性;对3个孤子,这种周期性消失;同时表现出能量的定向转移特性。改变入射光强的大小,能够控制能量转移的方向。在相反相位的情况下,2个孤子和3个孤子类似,都表现出相互排斥的相互作用,入射光强的大小会影响相互作用的程度。当孤子之间相位差为/2时,2个孤子和3个孤子都表现出能量的定向转移,能量转移方向由相对相位差的符号决定;对3个孤子,随着入射光强的增加,伴随着能量的转移,还会表现出一定的排斥作用。此研究结果说明入射光强对孤子的相互作用具有一定的调节作用。     

非局域空间光孤子的理论研究进展(3)--相互作用篇

非局域空间孤子的演化过程由非局域非线性薛定谔方程描述,一般情况下很难得到其相互作用过程的精确解析解,而只能退而求其近似解（比如通过变分法或者数值解）。但是,由于强非局域非线性介质的独特性质,强非局域空间光孤子由线性模型描述,其相互作用过程的求解变得相对简单。利用线性叠加原理,可以巧妙地构造出强非局域介质中双光束相互作用问题的精确解析解。指出了利用强非局域空间光孤子舯相互作用特性实现全光开关的潜在可能性。     

自傅立叶光孤子的相互作用特性

用分步傅立叶变换方法数值求解非线性薛定谔方程,研究了一阶自傅立叶光孤子信号在光纤传输中的相互作用特性。证明了算法内部不存在理论误差。数值模拟结果表明：（1）一阶自傅立叶孤子对中的相互作用表现不同于一阶标准孤子对,它类似于二阶或准二阶孤子之间的相互作用特性。两孤子经历一段周期性的相互吸引后,出现强烈的相互排斥;（2）孤子相互作用特性不足以用孤子的阶去区分或分类,在同一阶的孤子中,不同的脉宽对孤子的相互作用有显著不同的影响;（3）微弱的三阶色散效应有利于抑制一阶自傅立叶孤子间的相互作用。     

光折变空间光孤子

回顾了光折变孤子的相关研究及最新进展,描述了光折变孤子的形成及特性,分析了光折变孤子形成的理论机理,展示了光折变孤子的相互作用,说明了光折变孤子的应用价值及缺陷.     

扩散对光折变空间孤子的影响

把光折变空间孤子看作几何光学中的一束光线 ,研究了扩散效应对光折变空间孤子传播的影响。基于光线光学与经典力学之间的相似性 ,求解了含扩散势 (即扩散机制引起的折射率的变化 )的光线哈密顿方程。积分结果表明 ,光学空间孤子的中心按照抛物线轨迹运动 ,空间频率的横向分量随传播距离线性地变化