自旋-轨道耦合作用下极化激元凝聚中的调制不稳定性

利用线性稳定性分析方法,对存在自旋-轨道耦合(SOS)作用的二维极化激元玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)系统中的调制不稳定性(MI)进行了研究.分析了组分内部,组分之间以及SOC相互作用对系统调制不稳定性的影响.结果显示,当系统内部不存在SOC作用,组分之间的相互作用为0,组分内部存在排斥作用时,不会出现调制不稳定性,组分内部存在吸引作用时,会出现调制不稳定性,并且调制不稳定性区间长度随吸引作用的增强而增加;组分之间相互作用不为0时,组分之间的相互作用以平方形式出现,其正负不会对调制不稳定性产生实质性影响.存在SOC相互作用时,SOC相互作用会引起增益谱曲线的不规则振荡,破坏原来的调制不稳定性区间.

七阶非线性薛定谔方程的调制不稳定性以及周期背景上的怪波解

在研究七阶非线性薛定谔方程的调制不稳定性的基础上,利用谱问题的非线性化和达布变换的方法,构造了七阶非线性薛定谔方程在雅可比椭圆函数dn和cn背景上的两类不规则的周期怪波解。

自旋张量-动量耦合作用下自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体的调制不稳定性

研究了自旋张量-动量耦合作用下自旋1玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中连续波态的调制不稳定性.借助于扰动频率和波数之间的色散关系,研究发现系统的调制不稳定性可以用六个不等价的分支来充分描述.进一步分析表明,在给定拉曼耦合强度和原子-原子相互作用强度下,动量空间中调制不稳定增长率分布关于k=0是对称的,并可用若干不同的不稳定带来表征.本文也计算了在相同参数条件下自旋-轨道耦合自旋1 BEC中调制不稳定的增长率,并与前者的结果进行了比较.除了不同的谱带数目和谱带强度外,具有自旋-轨道耦合BEC的调制不稳定性实际上只与三个不等价的分支有关,这源于它与具有自旋张量-动量耦合BEC系统的单粒子哈密顿量的不同对称性.这些结果不仅有助于人们理解系统基态的非线性动力学性质,而且有助于对系统中可能存在的非线性激发进行系统分析.

单模光纤中受激喇曼散射对调制不稳定性的影响

基于修正的非线性薛定谔方程 ,利用线性扰动理论和数值方法研究了单模光纤中的调制不稳定性 .由于受激喇曼散射的作用 ,使得喇曼增益谱叠加到光纤中的调制不稳定性增益谱上 .这样 ,原本调制稳定的光纤正常色散区也出现了调制不稳定性 ;而在反常色散区 ,随着初始功率的增加 ,常规的调制不稳定性增益谱的增益和频谱范围均增大 ,而喇曼增益谱的增益增大但其频谱范围基本不变 ,这样导致常规的不稳定区域逐渐侵入并最终掩盖喇曼增益区 .数值模拟验证了解析结果的正确性 ,并证明了利用反常色散情形下的调制不稳定性可以产生超短脉冲序列 。

多光子非线性Compton散射下的调制不稳定性对波分复用系统的影响

运用小信号分析法,研究了多光子非线性Compton散射下的调制不稳定性(MI)对波分复用系统的影响,结果表明:计及散射光的调制不稳定性,不仅会使波分复用系统的信噪比(SNR)更快地下降,从而导致信号强度更快地减弱,而且还会对噪声有更大的放大作用;这种调制不稳定性对波分复用系统中各信道的影响是不同的,它对短波段的作用强于长波段,也会使各信道的信噪比产生更大的偏差,将使长波段较短波段有更大的信噪比,信噪比的降低将随着长度的增加有较快的积累。

五阶非线性下零色散附近的调制不稳定性

在同时考虑光纤损耗、高阶色散以及高阶非线性情况下,从广义非线性薛定谔方程出发,研究了零色散附近的调制不稳定性,分析了四阶色散和五阶非线性对增益谱的影响.结果表明:当光脉冲工作在零色散附近时,四阶色散对调制不稳定性起决定作用,它使反常色散区的增益谱变宽.在光纤正常色散区,正(负)五阶非线性使增益谱的谱宽和峰值增大(减小);但在反常色散区,五阶非线性仅改变增益谱的峰值,几乎不影响谱宽.

色散缓变光纤中五阶非线性调制不稳定性

在三五阶非线性共存时,研究了有损耗单模光纤中基于两光波交叉相位调制的不稳定条件和增益谱。在色散缓变光纤正色散区,分析了五阶非线性系数、色散纵向变化参量以及两扰动的频率大小关系对交叉相位调制不稳定增益谱的影响。结果表明,在五阶非线性下,色散的纵向渐减仍有利于展宽调制不稳定增益谱;正五阶非线性可使增益谱的谱宽和谱峰值增大,并使谱峰位置远离主波频率,负五阶非线性的作用则相反;两扰动频率大小关系不同,色散纵向参量的变化对增益谱的谱峰大小和位置的影响也不同,五阶非线性对交叉相位调制不稳定性的加强或抑制程度也不同。

五次非线性对调制不稳定性的影响

从扩展非线性薛定谔方程出发 ,重点考虑了五次非线性对调制不稳定性的影响 与过去的研究结论对比发现 ,五次非线性影响着调制不稳定性发生的条件。

零色散附近的交叉相位调制不稳定性分析

以三、四阶色散项的耦合非线性薛定谔方程为基础,考虑光纤损耗及高阶色散,研究了双光束在零色散附近的交叉相位调制不稳定性.理论上导出描述交叉相位调制不稳定性的色散方程,并进行数值模拟计算.结果表明:由于四阶色散的影响,在光纤的正常、反常色散区,交叉相位调制不稳定性均发生在两个频谱区.如光脉冲工作在最小群速度色散附近时,四阶色散对光纤的交叉相位调制不稳定性将起决定性作用,可使增益谱出现一个新的峰值.光纤损耗使增益的谱宽变窄.对给定的传输距离,随着光纤向零色散附近靠近,两个频谱区谱宽增加直到相互重叠.数值分析了两光波有差别时的交叉相位调制不稳定性.

交叉相位调制不稳定性的进一步分析

从耦合非线性薛定谔方程出发 ,分析了光纤中两光波因交叉相位调制 (XPM)所致的调制不稳定性 (MI)产生的条件及增益谱。结果表明 ,当一光波处于正常群速度色散 (GVD)区 ,另一光波处于反常群速度色散区时 ,与两光波参数有关的扰动增益谱应有 3种可能的形式 ;在一定条件下 ,在某一微扰频率范围内 。

线偏振激光在磁化等离子体中的调制不稳定性

采用洛伦兹变换推导了线性偏振激光在磁化等离子体中的非线性色散关系,根据Karpman方法推导出横波的非线性控制方程,利用线性偏振激光在磁化等离子体中的非线性色散关系和非线性控制性方程,分析了在磁化等离子体中有限振幅的扰动引起的调制不稳定性,得到了线性偏振激光的调制不稳定的时间增长率与扰动波数之间的函数关系。分析结果表明:激光等离子体的临界面附近的磁调制不稳定性的时间增长率显著增大。

在零散波长附近的色散缓变光纤及其调制不稳定性

利用准非线性薛定谔方程，得出在零色散波长处光脉冲在色散缓变光纤里无畸变传输所满足的色散和损耗的关系．分析了色散缓变光纤调制不稳定性，由于四阶色散的存在，在二阶色散等于零时，仍然存在调制不稳定性．

非线性双折射阶跃光纤中的极化调制不稳定性

利用光脉冲在光纤中传播时所遵守的相干非线性薛定谔耦合方程,研究了线偏振光在弱双折射阶跃光纤中的传输特性。结果表明,由于线性双折射和色散的相互作用,导致光的偏振态发生变化,产生交叉相位调制 (XPM),从而导致相位匹配参量的四波混频。这一过程不仅在反常色散区产生,在正常色散区也能产生,并且当表征距离的级数m发生变化时,也随之发生变化。

不同剖面色散缓变光纤中调制不稳定性分析

研究了不同群色散剖面结构的色散缓变光纤中调制不稳定性增益谱。结果表明 ,各种群色散剖面光纤的增益谱宽并不相同 ,指数型光纤的增益谱宽与传输距离是一单调关系 ;线型、高斯型、对数型光纤的增益谱宽变化曲线都有一个谷底 ;双曲线型光纤情况较为特殊 ,它的增益谱宽先是展宽 ,然后又逐渐减小。

具有饱和非线性的非克尔光纤的调制不稳定性

理论上分析了当存在高阶色散时具有饱和非线性的非克尔光纤的调制不稳定性．三阶色散对调制不稳定性没有影响，四阶色散效应导致在正常和反常色散区出现了新的调制不稳定区．并且对比了不同他和参数的增益谱，在新的调制不稳定区，发现同样有一个临界调制频率对应两个入射功率的现象．

椭圆偏振激光在等离子体中的调制不稳定性

为了研究椭圆偏振激光在等离子体中的调制不稳定性,采用洛伦兹技巧推导出椭圆偏振激光在等离子体中的非线性色散关系,基于横波所满足的非线性控制方程,分析了有限振幅的扰动态引起的调制不稳定性,得到了调制不稳定的时间增长率与扰动态波数之间的函数关系,并对等离子体中不同区域的调制增长率进行了比较。结果表明,激光等离子体的临界面附近的调制不稳定性的时间增长率较激光等离子体中其余位置处更为显著。

强激光在磁化等离子体中的调制不稳定性

采用洛伦兹变换推导出左旋椭圆偏振强激光在磁化等离子体中的非线性色散关系,根据Karpman方法推导出激光场包络的非线性控制方程,分析了在磁化等离子体中左旋椭圆偏振激光的调制不稳定性,得到了调制不稳定的时间增长率。分析结果表明,磁化等离子体中自调制不稳定的极大增长率较非磁化情况明显减小,且在激光等离子体临界面附近处调制不稳定性的时间增长率显著增大。

强双折射光纤中单一频率传输区域的调制不稳定性

利用光脉冲在光纤中传播时所遵守的相干非线性薛定谔耦合方程 ,研究了单一频率的线偏振光 ,且偏振方向沿两个双折射轴的分量强度相等时 ,在反常色散区和正常色散区所产生的调制不稳定性 .结果表明在反常色散区和正常色散区 ,对应不同的功率区域输入脉冲有不同的增益谱 ,并且当输入脉冲功率一定时 ,双折射性质变化导致增益谱表现出明显的不同 .

饱和非线性正折射异向介质中的调制不稳定性

直接从异向介质中包含饱和非线性、自陡峭和二阶非线性色散效应的非线性扩展传输方程出发,采用线性稳定性分析法,导出了调制不稳定性的色散关系、不稳定条件、无量纲的临界扰动频率和增益谱。计算和讨论了异向介质正折射区无量纲的增益谱随归一化角频率和入射功率密度的变化关系。结果表明,在异向介质正折射区,随归一化角频率和入射功率密度的不同,增益谱将会出现扰动频率大于零、扰动频率大于某个非零临界值、扰动频率大于零而小于某个非零临界值3种形式。在归一化角频率较小时,调制不稳定性可能出现阈值入射功率密度;且在较小的入射功率密度时,调制不稳定性只能出现在大于某个临界频率时。

Compton散射下等离子体交叉相位调制不稳定性增益谱

应用多光子非线性Compton散射模型和非线性Schrodinge方程,将入射光和Compton散射光作为形成等离子体交叉相位调制不稳定性的新机制,给出了高阶色散和高阶非线性下等离子体交叉相位调制不稳定性增益谱表达式,并进行了数值模拟.结果表明:与Compton散射前相比,Comnpton散射下的四阶色散使等负色散区的交叉相位调制不稳定性的两个频谱宽度比正色散区的宽,增益谱第二谱区及其峰值更接近零点,即使小功率光波,高频散射光的高阶色散和高阶非线性对交叉相位调制不稳定性的影响依然不可忽略.正五阶非线性使交叉相位调制不稳定性加强,第二谱区增益谱宽和峰值比第一谱区增大得更为明显;负五阶非线性对交叉相位调制不稳定性起抑制作用,五阶非线性系数绝对值越大,抑制作用越明显.散射使等离子体损耗对交叉相位调制不稳定性的影响减弱,随传输距离增加,增益谱宽缓慢减小.这主要是由于散射产生的非线性有效地补偿因传输距离增加而减小非线性的缘故.